JP6025875B2 - 超小型電子パッケージを作製する方法 - Google Patents

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    • H01L2224/45138—Material 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
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Description

本明細書における本発明の実施形態は、パッケージオンパッケージアセンブリにおいて用いることができる超小型電子パッケージを作製する種々の構造及び方法に関し、より詳細には、パッケージオンパッケージ接続の一部分としてワイヤボンドを組み込むそのような構造に関する。
［関連出願の相互参照］
本出願は２０１３年１月２９日に出願の米国特許出願第１３／７５２，４８５号の継続出願であり、その特許出願は、２０１２年２月２４日に出願の米国特許出願第１３／４０５，１２５号、現在、２０１３年２月１２日に発行の米国特許第８，３７２，７４１号の継続出願であり、それらの特許文献の開示は引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
半導体チップ等の超小型電子デバイスは、通常、他の電子構成要素への多数の入出力接続を必要とする。半導体チップ又は他の同等のデバイスの入出力コンタクトは、通例、デバイスの表面を実質的に被覆するグリッド状のパターン（一般に「エリアアレイ」と呼ばれる）、若しくはデバイスの前面の各縁に平行にかつ隣接して延在することができる細長い列に配置されるか、又は前面の中央に配置される。通常、チップ等のデバイスはプリント回路基板等の基板上に物理的に実装されなくてはならず、デバイスのコンタクトは回路基板の導電性機構に電気的に接続されなくてはならない。
半導体チップは一般に、チップを製造し、回路基板又は他の回路パネル等の外部基板に実装する間のそのチップの取扱いを容易にするパッケージにおいて提供される。例えば、多くの半導体チップは、表面実装に適したパッケージにおいて提供される。この一般的なタイプの多数のパッケージが種々の用途について提案されている。最も一般的には、そのようなパッケージは、誘電体上にめっき又はエッチングされた金属構造体として形成された端子を有する、一般に「チップキャリア」と呼ばれる誘電体素子を含む。これらの端子は通常、チップキャリア自体に沿って延在する薄いトレース等の機構によって、及びチップのコンタクトと端子又はトレースとの間に延在する微細なリード線又は配線によって、チップ自体のコンタクトに接続される。表面実装動作において、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コンタクトパッドと位置合わせされるように回路基板上に配置される。端子とコンタクトパッドとの間にはんだ又は他の結合剤が提供される。はんだを溶かすか若しくは「リフロー」させるようにアセンブリを加熱するか又は他の形で結合剤を活性化させることによって、パッケージを定位置に永久結合することができる。
多くのパッケージが、パッケージの端子に取り付けられた、直径が約０．１ｍｍ及び約０．８ｍｍ（５ミル及び３０ミル）のはんだボールの形態のはんだ塊を含む。パッケージの底面から突出するはんだボールのアレイを有するパッケージは、一般にボールグリッドアレイすなわち「ＢＧＡ」パッケージと呼ばれる。ランドグリッドアレイすなわち「ＬＧＡ」パッケージと呼ばれる他のパッケージは、はんだから形成される薄い層又はランドによって基板に固定される。このタイプのパッケージは非常に小型にすることができる。一般に「チップスケールパッケージ」と呼ばれる或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エリアに等しいか又はそれよりも僅かにしか大きくない回路基板のエリアを占有する。これによりアセンブリの全体サイズが低減し、基板上の様々なデバイス間で短い相互接続を用いることが可能になり、ひいてはデバイス間の信号伝搬時間が制限され、このためアセンブリの高速動作が容易になるという点でこれは有利である。
パッケージングされた半導体チップは、多くの場合に「積層」構成において提供される。積層構成では、１つのパッケージが例えば回路基板上に設けられ、別のパッケージが第１のパッケージの上に実装される。これらの構成によって、回路基板上の単一の接地面積内に複数の異なるチップが実装されることを可能にすることができ、パッケージ間の短い相互接続を提供することによって高速動作を更に容易にすることができる。多くの場合に、この相互接続距離は、チップ自体の厚みよりも僅かにしか大きくない。チップパッケージの積層内で相互接続を達成するために、（最上部のパッケージを除いて）各パッケージの両側において機械的接続及び電気的接続のための構造を与えることが必要である。これは例えば、チップが実装される基板の両側にコンタクトパッド又はランドを設けることによって行われ、パッドは導電性ビア等によって基板を通じて接続される。下側の基板の上部のコンタクトと次に高い基板の底部のコンタクトとの間の間隙を埋めるのにはんだボール等が用いられてきた。はんだボールは、コンタクトを接続するために、チップの高さよりも高くなくてはならない。積層チップ構成及び相互接続構造の例が、米国特許出願公開第２０１０／０２３２１２９号（「’１２９号公開」）において提供されている。この文献の開示内容は引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする。
超小型電子パッケージを回路基板に接続するために、及び超小型電子パッケージングにおける他の接続のために、細長いポスト又はピンの形態のマイクロコンタクト素子を用いることができる。幾つかの例では、マイクロコンタクトは、１つ又は複数の金属層を含む金属構造体をエッチングしてマイクロコンタクトを形成することによって形成されている。エッチングプロセスによってマイクロコンタクトのサイズが制限される。従来のエッチングプロセスは通常、本明細書において「アスペクト比」と呼ばれる高さ対最大幅の比が大きいマイクロコンタクトを形成することができない。かなりの高さ及び隣接するマイクロコンタクト間の非常に小さなピッチ又は間隔を有するマイクロコンタクトのアレイを形成することは、困難又は不可能であった。さらに、従来のエッチングプロセスによって形成されるマイクロコンタクトの構成は限られている。
当該技術分野における上述したあらゆる進歩にもかかわらず、超小型電子パッケージの作製及び試験における更なる改善が依然として望ましい。
超小型電子アセンブリが、反対に位置する第１の表面と第２の表面とを有する基板を含むことができる。超小型電子素子が第１の表面の上に重なることができ、第１の導電性素子が第１の表面又は第２の表面のうちの少なくとも一方において露出することができる。第１の導電性素子のうちの幾つかは超小型電子素子に電気的に接続される場合がある。ワイヤボンドが導電性素子に接合されるベースと、基板及びベースから離れた端面とを有する。各ワイヤボンドはベースと端面との間に延在するエッジ面を画定することができる。封止層が第１の表面から延在し、ワイヤボンド間の空間を満たすことができ、それにより、封止層によってワイヤボンドを分離することができる。封止層によって被覆されないワイヤボンドの端面の少なくとも一部によって、ワイヤボンドの封止されない部分を画定することができる。
導電性素子、例えば、基板上の導電性パッドから上方に延在する垂直接続部として機能するワイヤボンドを組み込む種々のパッケージ構造が本明細書で開示される。こうしたワイヤボンドは、超小型電子パッケージが誘電体封止の表面に載った状態でパッケージオンパッケージ電気接続部を作製するときに使用することができる。さらに、超小型電子パッケージ又は超小型電子アセンブリを作製する方法の種々の実施形態が本明細書で開示される。
したがって、本発明の一態様による超小型電子パッケージを形成する方法は、
ａ）所定の長さを有する金属ワイヤセグメントをボンディングツールのキャピラリから送り出すステップと、
ｂ）前記ボンディングツールを使用するステップであって、前記金属ワイヤの一部分を基板の第１の表面において露出する導電性素子に結合し、それにより、前記導電性素子上にワイヤボンドのベースを形成する、使用するステップと、
ｃ）前記ワイヤの一部分を前記ボンディングツール内に固定するステップと、
ｄ）前記固定された部分と前記ベースとの間の場所において前記金属ワイヤを切断するステップであって、前記ワイヤボンドの端面を少なくとも部分的に画定し、前記ベースと前記端面との間に前記ワイヤボンドのエッジ面が画定される、切断するステップと、
ｅ）ステップ（ａ）〜ステップ（ｄ）を繰り返すステップであって、前記基板の複数の前記導電性素子への複数のワイヤボンドを形成する、繰り返すステップと、
ｅ）その後、前記基板の前記表面の上に重なる誘電体封止層を形成するステップであって、前記封止層は、前記基板の前記表面及び前記ワイヤボンドの一部分を少なくとも部分的に被覆するように形成され、それにより、前記封止層によって被覆されない前記ワイヤボンドの端面又はエッジ面のうちの少なくとも一方の一部分によって、前記ワイヤボンドの封止されない部分が画定される、形成するステップと、
を含むことができる。
したがって、本発明の一態様によれば、所定の長さを有する金属ワイヤセグメントをボンディングツールのキャピラリから送り出すことができる。ボンディングツールを用いて、金属ワイヤの一部分を基板の第１の表面において露出する導電性素子に結合することができる。そのようなボンディングは、導電性素子上にワイヤボンドのベースを形成することができる。導電性素子とのボンドを形成した後に、ワイヤの一部分を固定することができる。固定されたワイヤの部分はボンディングツール内に存在することができる。固定された部分とベースとの間の場所において金属ワイヤを切断することができ、ワイヤを切断することによって、ワイヤボンドの端面を少なくとも部分的に画定することができる。ベースと端面との間にワイヤボンドのエッジ面を画定することができる。上記のことを繰り返して、基板の複数の導電性素子への複数のワイヤボンドを形成することができる。その後、基板の表面の上に重なる誘電体封止層を形成することができる。封止層は、基板の表面とワイヤボンドの一部分とを少なくとも部分的に被覆するように形成することができる。封止層によって被覆されない端面又はエッジ面のうちの少なくとも一方の一部分によって、ワイヤボンドの封止されない部分を画定することができる。
一例では、金属ワイヤは部分的にのみ切込みを入れることができる。ワイヤの一部分が固定されたまま、基板の表面からボンディングツールを遠ざけることができる。そのようなプロセスにおいて、切込みの場所においてワイヤを断線させることができる。切込み及び断線によって端面を形成することができる。
一例では、切込みは、ワイヤボンドのエッジ面に対して実質的に垂直な方向においてワイヤセグメントを完全に貫通するように作製することができる。その切込みによって、ワイヤボンドの端面を形成することができる。
一例では、少なくとも１つの超小型電子素子が基板の第１の表面の上に重なることができる。基板は、第１の領域及び第２の領域を有することができ、超小型電子素子は第１の領域内に、例えば、第１の領域の上に重なるように位置することができる。導電性素子は、第２の領域内に、例えば、その中の第１の表面において露出する導電性素子として位置することができる。導電性素子は、少なくとも１つの超小型電子素子に電気的に接続することができる。誘電体封止層は、基板の少なくとも第２の領域において基板の第１の表面の上に重なるように形成することができるが、第１の領域及び第２の領域において第１の表面の少なくとも一部の上に重なることもできる。
一例では、パッケージは、ワイヤボンドのうちの第１のワイヤボンドが第１の信号電位を搬送するようになっており、ワイヤボンドのうちの第２のワイヤボンドが第１の信号電位とは異なる第２の信号電位を同時に搬送するようになっているように構成することができる。
一例では、金属ワイヤセグメントはボンディングツール上に取り付けられるレーザを用いて切断することができる。そのような例では、ボンディングツールのキャピラリは、ワイヤセグメントが送り出される際に通るそのキャピラリの面を画定することができる。ボンディングツールのその面とワイヤボンドのベースとの間に位置決めされるワイヤセグメントの場所に切断ビームを向けることができるように、レーザは、ボンディングツール上に、又はボンディングツールとともに取り付けることができる。
一例では、ボンディングツールは、ワイヤセグメントが送り出される際に通るそのキャピラリの面を画定するキャピラリを含むことができる。キャピラリはその側壁において開口部を含むことができ、切断ビームがその開口部を通ってキャピラリ内に位置決めされるワイヤセグメントの場所に達することができるように、レーザは、ボンディング上に、又はボンディングとともにレーザを取り付けることができる。
一例では、レーザはＣＯ２、Ｎｄ：ＹＡＧ又はＣｕ蒸気レーザのうちの１つとすることができる。
一例では、金属ワイヤは、キャピラリ内に延在する切断エッジを用いて切断することができる。一例では、切断エッジは、ワイヤセグメントの反対に位置するキャピラリの壁に向かう方向に延在することができる。一例では、金属ワイヤは、この切断エッジを第１の切断エッジとして、キャピラリ内に延在する第２の切断エッジと組み合わせて切断エッジを用いて切断することができる。第２の切断エッジは、第１の切断エッジの反対側に位置決めすることができる。
一例では、キャピラリは、ワイヤセグメントを送り出す際に通ることができる面を画定することができる。金属ワイヤは、反対に位置する第１の切断エッジ及び第２の切断エッジを有する切断器具を用いて切断することができる。ボンディングツールのその面とワイヤボンドのベースとの間に位置決めされた場所においてワイヤを切断することができるように、切断器具は、ボンディングツール上に、又はボンディングツールとともに取り付けることができる。
その方法の一例が、基板の上方にステンシルを位置決めすることを含むことができる。ステンシルは、その中に複数の開口部を有することができ、開口部は、導電性素子の少なくとも一部の上に重なり、当該少なくとも一部を露出させる。開口部は、基板の上方の第１の高さに位置決めされるそれぞれのエッジを規定することができる。ワイヤセグメントは、ステンシル開口部のエッジに対して、ワイヤを横方向に移動することによって切断することができる。
本発明の一態様による超小型電子パッケージを作製する方法は、第１の表面と、そこから離れた第２の表面とを有する基板を含む処理中ユニットの上方にステンシルを位置決めすることを含むことができる。基板の第１の表面に超小型電子素子を実装することができる。第１の表面において複数の導電性素子を露出させることができる。一例では、導電性素子のうちの少なくとも幾つかを超小型電子素子に電気的に接続することができる。ステンシルは、その中に複数の開口部を有することができ、開口部は、導電性素子の少なくとも一部の上に重なり、当該少なくとも一部を露出させる。開口部は、基板の上方の第１の高さに位置決めされるそれぞれのエッジを画定することができる。
そのような態様によれば、その方法は、所定の長さがキャピラリの面を越えて延在し、金属ワイヤセグメントを画定するように、金属ワイヤをボンディングツールのキャピラリから送り出すことを含むプロセスによってワイヤボンドを形成することを含むことができる。ワイヤセグメントの一部分を複数の導電性素子のうちの１つの導電性素子に接合し、ワイヤボンドのベースを形成することができる。ステンシル開口部のエッジに対してワイヤを横方向に移動し、ワイヤの残りの部分からワイヤボンドを切り離すことによって、金属ワイヤセグメントの少なくとも一部を、そのセグメントに接続されるワイヤの別の部分から剪断することができる。金属ワイヤの剪断は、ワイヤボンドの端面を画定することができ、ワイヤボンドはベースと端面との間に延在するエッジ面を有する。上記のような、金属ワイヤから送り出すこと、結合すること、及び金属ワイヤを剪断することは、複数の導電性素子上に複数のワイヤボンドを形成するために、ステンシルの１つ又は複数の開口部を用いて複数回繰り返すことができる。
そのような方法の一例では、処理中ユニット上に誘電体封止層を形成することができ、封止層は、第１の表面と、ワイヤボンドの一部分とを少なくとも部分的に被覆するように形成される。封止層によって被覆されないワイヤボンドの端面又はエッジ面の少なくとも一方の一部分によって、ワイヤボンドの封止されない部分を画定することができる。
そのような方法の一例では、キャピラリの面を越えて延在し、金属ワイヤの剪断後に残る金属ワイヤの部分が、後続のワイヤボンドの少なくともベースを形成するのに十分な長さからなることができる。
その方法の一例では、ステンシルは、穴のうちの１つの穴から延在する軸の方向、例えば、基板の表面から遠ざかる垂直方向において厚みを画定することができる。穴のうちの幾つか又は全てがステンシルの厚みを通して一貫した、すなわち一定の直径を有することができる。
その方法の一例では、ステンシルは、穴又は開口部のうちの１つの穴又は開口部の軸の方向、例えば、基板の表面から遠ざかる垂直方向において厚みを画定することができる。ステンシル内の穴又は開口部のうちの幾つか又は全てを、開口部内の露出したエッジにおける第１の幅又は小さな直径から、穴又は開口部内の、基板に近い別の場所における第２の大きな幅又は大きな直径までテーパを付けることができる。
一例では、ステンシルは、基板の厚みの方向において第１の厚みを有し、基板の１つ又は複数のエッジに沿って延在するエッジ部材を含むことができる。第１の厚みは第１の高さを画定することができる。中央部分が穴又は開口部を含むことができ、エッジ部材によって囲むことができる。中央部分は基板から離れて面する外面を有することができる。外面は第１の高さに配置することができる。中央部分は第１の厚み未満の厚みを有することができる。
本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージを示す図である。 図１の超小型電子パッケージの上からの平面図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージを含む積層された超小型電子アセンブリを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の種々の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の代替の実施形態による、製造ステップ中の超小型電子パッケージを示す図である。 本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の一実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージの種々の製造ステップ中の超小型電子パッケージの一部分の詳細図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージの上からの平面図である。 本発明の代替の実施形態による、超小型電子パッケージの一部分の上からの平面図である。 本発明の更なる代替の実施形態による、超小型電子パッケージの上面図である。 請求項２０の超小型電子パッケージの正面図である。 本発明の更なる代替の実施形態による、超小型電子パッケージの正面図である。 本発明の更なる実施形態による、システムを示す図である。 本発明の更なる代替の実施形態による、超小型電子パッケージの正面図である。 本発明の更なる代替の実施形態による、超小型電子パッケージの正面図である。 図２５の実施形態の変形形態による、超小型電子パッケージの上面図である。 本発明の更なる代替の実施形態による、超小型電子パッケージの正面図である。 図２７の実施形態の変形形態による、超小型電子パッケージの上面図である。 更なる実施形態による、超小型電子パッケージの断面図である。 別の実施形態による、超小型電子パッケージの断面図である。 更なる実施形態による、超小型電子パッケージの実施形態の例を示す断面図である。 更なる実施形態による、超小型電子パッケージの実施形態の例を示す断面図である。 更なる実施形態による、超小型電子パッケージの実施形態の例を示す断面図である。 本開示の別の実施形態による方法の種々のステージにおいて種々のワイヤボンドビアを形成する際に用いることができる機械の一部分を示す図である。 本開示の別の実施形態による方法の種々のステージにおいて種々のワイヤボンドビアを形成する際に用いることができる機械の一部分を示す図である。 本開示の別の実施形態による方法に従って種々のワイヤボンドビアを形成する際に用いることができる機械の一部分を示す図である。 本開示の一実施形態による、ワイヤボンドを作製する方法において用いることができる器具の種々の形態を示す図である。 本開示の一実施形態による、ワイヤボンドを作製する方法において用いることができる器具の種々の形態を示す図である。 本開示の一実施形態による、ワイヤボンドを作製する方法において用いることができる器具の種々の形態を示す図である。
次に、図面を参照すると、図１に、本発明の一実施形態による超小型電子アセンブリ１０が示されている。図面では同様の機構を示すのに同様の数字符号が用いられる。図１の実施形態は、コンピュータ又は他の電子用途において用いられる半導体チップアセンブリ等のパッケージングされた超小型電子素子の形態の超小型電子アセンブリである。
図１の超小型電子アセンブリ１０は、第１の表面１４及び第２の表面１６を有する基板１２を備える。基板１２は、通常、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、シート状とすることができ、薄いものとすることができる。特定の実施形態では、誘電体素子は、限定はしないが、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樹脂、熱可塑性又は熱硬化性プラスチック材料等の有機誘電体材料又は複合誘電体材料の１つ又は複数の層を含むことができる。第１の表面１４及び第２の表面１６は互いに実質的に平行であることが好ましく、表面１４、１６に対し垂直に或る距離離間し、基板１２の厚みを画定する。基板１２の厚みは、本出願のために通例受け入れ可能な厚みの範囲内にあることが好ましい。一実施形態では、第１の表面１４と第２の表面１６との間の距離はおよそ２５μｍと５００μｍとの間にある。この論考の目的で、第１の表面１４は第２の表面１６と反対側に又は遠隔に位置決めされているものとして説明することができる。そのような説明は、本明細書において用いられる素子の垂直位置又は水平位置を指す、そのような素子の相対位置の任意の他の説明とともに、図面内の素子の位置と一致するように説明の目的のみで行われ、限定するものではない。
好ましい実施形態では、基板１２は第１の領域１８及び第２の領域２０に分割されるものとみなされる。第１の領域１８は第２の領域２０の内側にあり、基板１２の中央部分を含み、そこから外側に延在する。第２の領域２０は第１の領域１８を実質的に取り囲み、そこから基板１２の外縁へ外側に延在する。この実施形態では、基板自体の特定の特性が２つの領域を物理的に分割していないが、これらの領域は、その領域に適用されるか又はその領域内に含まれる処理又は特徴部に関して本明細書において論考する目的で区切られている。
超小型電子素子２２を、第１の領域１８内の基板１２の第１の表面１４に取り付けることができる。超小型電子素子２２は半導体チップ又は別の同等のデバイスとすることができる。図１の実施形態では、超小型電子素子２２は、従来のすなわち「表面を上にした（face-up）」形式として知られる形式で第１の表面１４に取り付けられる。そのような実施形態では、ワイヤリード線２４を用いて、超小型電子素子２２を第１の表面１４において露出している複数の導電性素子２８のうちの幾つかに電気的に接続することができる。ワイヤリード線２４はまた、基板１２内のトレース（図示せず）又は他の導電性機構に接合することができ、トレース（図示せず）又は他の導電性機構は、次に、導電性素子２８に接続される。
導電性素子２８は、基板１２の第１の表面１４において露出するそれぞれの「コンタクト（contact）」又はパッド３０を含む。本説明で使用されるように、導電性素子が、誘電体構造を有する別の要素の表面「において露出する（exposed at）」ものとして述べられるとき、それは、導電性構造が、誘電体構造の外側から誘電体構造の表面に向かって誘電体構造の表面に垂直な方向に移動する理論的ポイント（theoretical point）に接触するのに利用可能であることを示す。そのため、誘電体構造の表面において露出する端子又は他の導電性構造は、こうした表面から突出することができるか、こうした表面と同一平面上にあることができるか、又は、こうした表面に対して凹み、誘電体内の穴又は窪みを通して露出することができる。導電性素子２８は、平坦で薄い要素であることができ、導電性素子２８において、パッド３０が、基板１２の第１の表面１４において露出する。一実施形態では、導電性素子２８は、実質的に円形であることができ、また、互いの間で、又は、トレース（図示せず）によって超小型電子素子２２に相互接続することができる。導電性素子２８は、少なくとも基板１２の第２の領域２０内で形成することができる。加えて、或る特定の実施形態では、導電性素子２８は、第１の領域１８内に形成することもできる。こうした配置構成は、「フリップチップ（flip-chip）」構成として知られるものにおいて、超小型電子素子１２２（図３）を基板１１２に実装するときに特に有用であり、フリップチップ構成では、超小型電子素子１２２上のコンタクトは、超小型電子素子１２２の下に位置決めされるはんだバンプ１２６等によって、第１の領域１１８内の導電性素子１２８に接続することができる。図２２に示されるような別の構成では、超小型電子素子６２２が、基板６１２上に下向きに実装され、基板６１２の表面６１６等の、外側に面する表面にわたって延在するワイヤリード６２４によってチップ上の導電性機構に電気的に接続される。図示される実施形態では、ワイヤリード６２５は基板６１２内の開口部６２５を通り抜け、オーバーモールド６９９によって封止することができる。
一実施形態では、導電性素子２８は、銅、金、ニッケル、又は、こうした用途にとって容認できる他の材料等の固体金属材料から形成される。他の材料には、銅、金、ニッケル、又はその組み合わせの１つ又は複数を含む種々の合金が含まれる。
導電性素子２８のうちの少なくとも幾つかは、基板１２の第２の表面１６において露出している導電性パッド等の対応する第２の導電性素子４０に相互接続することができる。そのような相互接続は、導電性素子２８及び４０と同じ材料からなることができる導電性金属でライニング又は充填することができる基板１２内に形成されるビア４１を用いて完成させることができる。オプションで、導電性素子４０は基板１２上のトレースによって更に相互接続することができる。
超小型電子アセンブリ１０は、導電性素子２８のパッド３０等の導電性素子２８の少なくとも幾つかに接合された複数のワイヤボンド３２を更に含む。ワイヤボンド３２がそのベース３４において導電性素子２８に接合され、それぞれのベース３４及び基板１２から離れた自由端３６まで延在することができる。ワイヤボンド３２の端部３６は、超小型電子素子２２、又は、超小型電子アセンブリ１０内にあり、ひいては超小型電子素子２２に接続される任意の他の導電性機構に電気接続されないか又はその他の方法で接合されない点で自由であるとみなされる。換言すれば、自由端３６は、アセンブリ１０の外部の導電性機構に対して、はんだボール又は本明細書で論じる他の機構を通して直接的又は間接的に電気接続するのに利用可能である。端部３６が、例えば封止層４２によって所定の位置に保持されるか又は別の導電性機構にその他の方法で接合又は電気接続されることは、任意のこうした機構が超小型電子素子２２に電気接続されない限り、端部が、本明細書で述べる「自由（free）」でないことを意味しない。逆に、ベース３４は、本明細書で述べるように、超小型電子素子２２に直接的又は間接的に電気接続されるため自由でない。図１に示すように、ベース３４は、形状が実質的に丸みを帯び、ベース３４と端部３６との間で画定されるワイヤボンド３２のエッジ面３７から外側に延在することができる。ベース３４の特定のサイズ及び形状は、ワイヤボンド３２を形成するために使用される材料のタイプ、ワイヤボンド３２と導電性素子２８との間の接続部の所望の強度、又はワイヤボンド３２を形成するために使用される特定のプロセスに応じて変動することができる。ワイヤボンド２８を作製する例示的な方法は、Otrembaに対する米国特許第７，３９１，１２１号及び米国特許出願公開第２００５／００９５８３５号（或る形態のワイヤボンディングであると考えることができるウェッジボンディングプロシージャを記載している）に記載されており、それらの開示はともに、引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする。ワイヤボンド３２が、付加的に又は代替的に、ワイヤボンド３２から離れて延在する、基板１２の第２の表面１６において露出する導電性素子４０に接合される代替の実施形態が可能である。
ワイヤボンド３２は、銅、金、ニッケル、はんだ又はアルミニウム等の導電性材料から作製することができる。さらに、ワイヤボンド３２は、銅又はアルミニウム等の導電性材料のコアに、例えばコーティングがコアを覆って塗布されたもの等の、材料の組み合わせから作製することができる。コーティングは、アルミニウム、ニッケル等の第２の導電性材料からなることができる。代替的に、コーティングは、絶縁ジャケット等の絶縁材料からなることができる。一実施形態では、ワイヤボンド３２を形成するために用いられるワイヤは、約１５μｍ〜約１５０μｍの厚み、すなわち、ワイヤの長さを横切る寸法での厚みを有することができる。ウェッジボンディングが用いられる実施形態を含む、他の実施形態では、ワイヤボンド３２は、約５００μｍまでの厚みを有することができる。一般的に、ワイヤボンドは、当該技術分野において既知である特殊な装置を用いて、導電性素子２８、パッド、トレース等の導電性素子上に形成される。ワイヤセグメントの先端は加熱され、ワイヤセグメントが結合する受容面に対して押圧され、通常、導電性素子２８の表面に接合されるボール又はボール状ベース３４を形成する。ワイヤボンドを形成する所望の長さのワイヤセグメントがボンディングツールから引き出され、その後、ボンディングツールは、所望の長さにおいてワイヤボンドを切断することができる。例えば、アルミニウムのワイヤボンドを形成するために用いることができるウェッジボンディングは、表面に対して概ね平行に存在するウェッジを形成するように、ワイヤの加熱された部分が受容面にわたって引っ張られるプロセスである。ウェッジボンディングされたワイヤボンドは、その後、必要に応じて上方に曲げ、所望の長さ又は位置まで延長し、その後、切断することができる。特定の実施形態では、ワイヤボンドを形成するために用いられるワイヤは、円柱形の断面を有することができる。それ以外の場合には、ワイヤボンド又はウェッジボンディングされるワイヤボンドを形成するようにツールから送り出されるワイヤは、例えば、長方形又は台形等の多角形の断面を有することができる。
ワイヤボンド３２の自由端３６は端面３８を有する。端面３８は、コンタクトの少なくとも一部を複数のワイヤボンド３２のそれぞれの端面３８によって形成されるアレイで形成することができる。図２は、端面３８によって形成されるこうしたコンタクトのアレイについての例示的なパターンを示す。こうしたアレイは、エリアアレイ構成で形成することができ、その変形形態は、本明細書で述べる構造を使用して実施することができる。こうしたアレイは、超小型電子アセンブリ１０を、プリント回路基板（「ＰＣＢ」）又は他のパッケージングされた超小型電子素子（その例が図６に示される）等の別の超小型電子構造に電気的及び機械的に接続するのに使用することができる。こうした積層式配置構成では、ワイヤボンド３２並びに導電性素子２８及び４０は、それぞれが異なる信号電位を有する複数の電子信号を、それらを通して搬送して、異なる信号が、単一積層体内の異なる超小型電子素子によって処理されることを可能にすることができる。はんだ塊５２は、端面３８を導電性素子４０に電気的及び機械的に取付けること等によってこうした積層体内で超小型電子アセンブリを相互接続するのに使用することができる。
超小型電子アセンブリ１０は、誘電体材料から形成される封止層４２を更に含む。図１の実施形態では、封止層４２は、超小型電子素子２２又は導電性素子２８によって普通なら被覆又は占有されない基板１２の第１の表面１４の部分を覆って形成される。同様に、封止層４２は、ワイヤボンド３２によって普通なら被覆されない、導電性素子２８のパッド３０を含む導電性素子２８の部分を覆って形成される。封止層４２はまた、超小型電子素子２２、ベース３４及びワイヤボンドのエッジ面３７の少なくとも一部を含むワイヤボンド３２を実質的に被覆することができる。ワイヤボンド３２の一部分は、封止層４２によって被覆されないままであることができ、このことは非封止とも呼ぶことができる。それにより、ワイヤボンドが、封止層４２の外側に位置する特徴部又は要素に電気接続するのに利用可能にされる。一実施形態では、ワイヤボンド３２の端面３８は、封止層４２の主表面４４内で封止層４２によって被覆されないままである。端面３８を封止層４２によって被覆されないままにすることに加えて又はそれの代替として、エッジ面３７の一部分が封止層４２によって被覆されない他の実施形態が可能である。換言すれば、封止層４２は、端面３８、エッジ面３７、又はこれら２つの組み合わせ等のワイヤボンド３６の一部分を除いて、第１の表面１４の上で超小型電子アセンブリ１０の全てを被覆することができる。図に示す実施形態では、封止層４２の主表面４４等の表面は、基板１２の第１の表面１４から、超小型電子素子２２を被覆するのに十分に長い距離に離間することができる。したがって、ワイヤボンド３２の端部３８が表面４４と同一平面上にある超小型電子アセンブリ１０の実施形態は、超小型電子素子２２より高いワイヤボンド３２及びフリップチップ接続のために下にある任意のはんだバンプを含むであろう。しかし、封止層４２についての他の構成が可能である。例えば、封止層は、高さが異なる複数の表面を有することができる。こうした構成では、端部３８がその中に位置決めされる表面４４は、超小型電子素子２２がその下に位置付けられる、上方に面する表面より高く又は低くすることができる。
封止層４２は、超小型電子アセンブリ１０、特にワイヤボンド３２内の他の素子を保護する役割を果たす。これによって、構造体を試験することによる損傷、又は他の超小型電子構造体への移送若しくは組立て中の損傷をより受けにくい、より強固な構造体が可能になる。封止層４２は、米国特許出願公開第２０１０／０２３２１２９号に記載されている誘電体材料等の、絶縁特性を有する誘電体材料から形成することができる。この特許文献は引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
図３は、ワイヤボンド１３２を有する超小型電子アセンブリ１１０の一実施形態を示す。このワイヤボンド１３２は、それぞれのベース３４の真上に配置されない端部１３６を有する。すなわち、或る平面を実質的に画定するように２つの横方向に延在するものとして基板１１２の第１の表面１１４を考えると、端部１３６又はワイヤボンド１３２のうちの少なくとも１つのワイヤボンド１３２は、ベース１３４の対応する横位置からこれらの横方向の少なくとも一方の方向に変位される。図３に示すように、ワイヤボンド１３２は、図１の実施形態の場合と同様に、ワイヤボンド１３２の縦軸に沿って実質的に真っ直ぐであることができ、縦軸は、基板１１２の第１の表面１１４に対して角度１４６で角度付けされる。図３の断面図は第１の表面１１４に垂直な第１の平面を通して角度１４６を示すだけであるが、ワイヤボンド１３２はまた、その第１の平面と第１の表面１１４との両方に垂直な別の平面内で第１の表面１１４に対して角度付けすることができる。こうした角度は、角度１４６と実質的に等しいか又は異なることができる。すなわち、ベース１３４に対する端部１３６の変位は、２つの横方向にあることができ、それらの方向のそれぞれの方向に同じ距離又は異なる距離であることができる。
一実施形態では、ワイヤボンド１３２の種々のワイヤボンドは、アセンブリ１１０全体を通して異なる方向に異なる量だけ変位することができる。こうした配置構成は、アセンブリ１１０が、基板１２のレベルと比較して表面１４４のレベルで異なるように構成されるアレイを有することを可能にする。例えば、アレイは、基板１１２の第１の表面１１４におけるものと比較して、第１の表面１１４のレベルにおいてよりも表面１４４上でより小さな全体エリアを被覆するか又はより小さなピッチを有することができる。さらに、幾つかのワイヤボンド１３２は、異なるサイズのパッケージングされた超小型電子素子の積層式配置構成を収容するように超小型電子素子１２２の上方に位置決めされる端部１３６を有することができる。図１９に示す別の例では、ワイヤボンド１３２は、１つのワイヤボンド１３２Ａの端面１３８Ａが別のワイヤボンド１３２Ｂのベース１３４Ｂの上に実質的に位置決めされ、そのワイヤボンド１３２Ｂの端面１３８Ｂが他の所に位置決めされるように構成することができる。こうした配置構成は、第２の表面１１６上の対応するコンタクトアレイの位置と比較して、コンタクトのアレイ内でコンタクト端面１３８の相対的位置を変更するものとして参照することができる。こうしたアレイ内で、コンタクト端面の相対的位置は、超小型電子アセンブリの用途又は他の要件に応じて所望に応じて変更又は変動することができる。
図３０に示される更なる例では、ベース１３４が或るピッチを有する第１のパターンにおいて配置されるように、ワイヤボンド１３２を配置することができる。端面１３８を含むその封止されない部分１３９を、導電性素子１２８に取り付けられるワイヤボンドのそれぞれの隣接するベース１３４間の最小ピッチより大きな最小ピッチを有する封止層１４２の主面１４４上の位置に、或るパターンにおいて配置することができるように、ワイヤボンド１３２を構成することができる。したがって、封止面１４６における隣接するワイヤボンド間の最小ピッチは、ワイヤボンドが取り付けられる基板の導電性素子１２８間の対応する最小ピッチより大きくすることができる。
これを果たすために、図３０に示されるように、ワイヤボンドに角度を付けることができるか、又は端面１３８が、上記で論じられたようにベース１３４から１つ又は複数の横方向に変位するように、例えば、図４に示されるように、ワイヤボンドを湾曲させることができる。図３０に更に示されるように、導電性素子１２８及び端面１３８は、それぞれの行又は列に配置することができ、１つの行内の端面１３８の横方向変位は別の行内より大きくすることができる。これを果たすために、ワイヤボンド１３２は、例えば、基板１１２の表面１１６に対して異なる角度１４６Ａ、１４６Ｂをなすことができる。
図４は、ベース２３４に対して変位した横位置に端部２３６を有するワイヤボンド２３２を有する超小型電子サブアセンブリ２１０の更なる実施形態を示す。図４の実施形態では、ワイヤボンド１３２は、ワイヤボンド１３２内に湾曲部分２４８を含むことによって、この横変位を達成する。湾曲部分２４８は、ワイヤボンド形成プロセス中の更なるステップにおいて形成することができ、例えばワイヤ部分が所望の長さまで引き出されている間にもたらすことができる。このステップは、単一機械の使用を含むことができる入手可能なワイヤボンディング機器を使用して実施することができる。
湾曲部分２４８は、必要に応じて種々の形状をとって、ワイヤボンド２３２の端部２３６の所望の位置を達成することができる。例えば、湾曲部分２４８は、図４で示す形状又は（図５に示す形状等の）より平滑な形状等の種々の形状のＳ字形状湾曲として形成することができる。さらに、湾曲部分２４８は、端部２３６よりベース２３４の近くに配置することができ、その逆も同様である。湾曲部分２４８はまた、螺旋若しくはループの形態にすることができるか又は複数の方向若しくは異なる形状若しくは特徴の湾曲を含む複合体にすることができる。
図５は、ベース３３４と端部３３６との間で種々の相対的横変位をもたらす種々の形状を有するワイヤボンド３３２の組み合わせを有する超小型電子パッケージ３１０の更なる例示的な実施形態を示す。ワイヤボンド３３２Ａの幾つかは、実質的に真っ直ぐであり、端部３３６Ａがそれぞれのベース３３４Ａの上方に配置され、一方、他のワイヤボンド３３２Ｂは、僅かに湾曲した部分３４８Ｂを含み、端部３３６Ｂとベース３３４Ｂとの間に多少の相対的横変位をもたらす。さらに、幾つかのワイヤボンド３３２Ｃは、スイープ形状を有する湾曲部分３４８Ｃを含み、関連ベース３３４Ｃから横方向に、端部３３４Ｂの距離より長い距離に変位される端部３３６Ｃをもたらす。図５はまた、こうしたワイヤボンド３３２Ｃｉ及び３３２Ｃｉｉの例示的な対を示し、ワイヤボンド３３２Ｃｉ及び３３２Ｃｉｉは、基板レベルアレイの同じ行内に位置決めされるベース３３４Ｃｉ及び３３４Ｃｉｉ並びに対応する表面レベルアレイの異なる行内に位置決めされる端部３３６Ｃｉ及び３３６Ｃｉｉを有する。
その側面４７上で封止層３４２によって被覆されないように構成されるワイヤボンド３３２Ｄの更なる変形形態が示される。図示する実施形態では、自由端３３６Ｄは被覆されていないが、付加的に又は代替的に、エッジ面３３７Ｄの一部分を、封止層３４２によって被覆しないことができる。こうした構成は、適切な機構に対する電気接続によって超小型電子アセンブリ１０を接地するため、又は、超小型電子アセンブリ３１０の横方向に配設された他の機構に機械的かつ電気的に接続するのに使用することができる。さらに、図５は、主表面３４２に比べて基板１２の近くに配置される窪んだ表面３４５を画定するために、エッチング除去されるか、モールドされるか、又はその他の方法で形成された封止層３４２のエリアを示す。ワイヤボンド３３２Ａ等の１つ又は複数のワイヤボンドは、窪んだ表面３４５に沿うエリア内で被覆されない可能性がある。図５に示す例示的な実施形態では、端面３３８Ａ及びエッジ面３３７Ａの一部分は、封止層３４２によって被覆されない。こうした構成は、はんだボール等による、別の導電性素子への接続を、はんだが、端面３３８に接合することに加えて、エッジ面３３７Ａに沿ってウィッキングし、エッジ面３３７Ａに接合することを可能にすることによって提供することができる。ワイヤボンドの一部分が、窪んだ表面３４５に沿って封止層３４２によって被覆されない可能性がある他の構成が可能であり、その構成は、端面が窪んだ表面３４５と実質的に同一平面上にある構成又は封止層３４２の任意の他の表面に関して本明細書で示す他の構成を含む。同様に、ワイヤボンド３３２Ｄの一部分が、側面３４７に沿って封止層３４２によって被覆されない他の構成は、封止層の主表面の変形に関して本明細書の他の所で論じる構成と同様であることができる。
図５は、例示的な配置構成で２つの超小型電子素子３２２及び３５０を有する超小型電子アセンブリ３１０を更に示し、その配置構成では、超小型電子素子３５０は、超小型電子素子３２２上に上向きで積層される。この配置構成では、リード線３２４が、超小型電子素子３２２を基板３１２上の導電性機構に電気接続するのに使用される。種々のリード線が、超小型電子素子３５０を超小型電子アセンブリ３１０の種々の他の特徴部に電気接続するために使用される。例えば、リード線３８０は、超小型電子素子３５０を基板３１２の導電性機構に電気接続し、リード線３８２は、超小型電子素子３５０を超小型電子素子３２２に電気接続する。さらに、ワイヤボンド３３２の種々のワイヤボンドと構造が類似することができるワイヤボンド３８４が、超小型電子素子３５０に電気接続される封止層３４２の表面３４４上のコンタクト表面３８６を形成するのに使用される。これは、封止層３４２の上方から、別の超小型電子アセンブリの機構を超小型電子素子３５０に直接電気接続するために使用することができる。超小型電子素子３２２に接続されるこうしたリード線もまた含まれる場合があり、それは、こうした超小型電子素子が、その超小型電子素子に固着した第２の超小型電子素子３５０なしで存在するときを含む。開口（図示せず）を、封止層３４２内に形成することができ、その開口は、封止層３４２の表面３４４から、例えばリード線３８０に沿う地点まで延在し、それにより、表面３４４の外側に位置する要素によってリード線３８０に電気接続するためにリード線３８０に対するアクセスを提供する。同様な開口は、自身の端部３３６Ｃから離れた地点のワイヤボンド３３２Ｃの上等、他のリード線又はワイヤボンド３３２の任意のものの上に形成することができる。こうした実施形態では、端部３３６Ｃは、表面３４４の下に位置決めすることができ、開口は、端部３３６Ｃに電気接続するための唯一のアクセスを提供する。
図６は、超小型電子アセンブリ４１０及び４８８の積層式パッケージを示す。こうした配置構成では、はんだ塊４５２は、アセンブリ４１０の端面４３８をアセンブリ４８８の導電性素子４４０に電気的及び機械的に接続する。積層式パッケージは、更なるアセンブリを含むことができ、最終的に、電子デバイス内で使用するためにＰＣＢ４９０等の上のコンタクト４９２に取り付けることができる。こうした積層式配置構成では、ワイヤボンド４３２及び導電性素子４３０は、両者を通してそれぞれが異なる信号電位を有する複数の電子信号を搬送して、異なる信号が、単一積層体内の、超小型電子素子４２２又は超小型電子素子４８９等の異なる超小型電子素子によって処理されることを可能にすることができる。
図６の例示的な構成では、ワイヤボンド４３２は、湾曲部分４４８を有するように構成され、それにより、ワイヤボンド４３２の端部４３６の少なくとも幾つかは、超小型電子素子４２２の主表面４２４の上に重なるエリア内に延在する。こうしたエリアは、超小型電子素子４２２の外周によって画定され、超小型電子素子４２２から上方に延在することができる。こうした構成の例は、図１８で基板４１２の第１の表面４１４の方に面する図から示され、ワイヤボンド４３２は、超小型電子素子４２２の後主表面に載り、超小型電子素子４２２は、超小型電子素子４２２の前面４２５で基板４１２にフリップチップボンディングされる。別の構成（図５）では、超小型電子素子４２２は、基板３１２に上向きで実装することができ、前面３２５は基板３１２に面さず、少なくとも１つのワイヤボンド３３６は、超小型電子素子３２２の前面の上に重なる。一実施形態では、こうしたワイヤボンド３３６は、超小型電子素子３２２に電気接続されない。基板３１２にボンディングされるワイヤボンド３３６はまた、超小型電子素子３５０の前面又は後面の上に重なることができる。図１８に示す超小型電子アセンブリ４１０の実施形態は、導電性素子４２８が第１のアレイを形成するパターンで配列され、そのパターンでは、導電性素子４２８が、超小型電子素子４２２を囲む行及び列で配列され、個々の導電性素子４２８間に所定のピッチを有することができる。ワイヤボンド４３２は、ワイヤボンド４３２のそれぞれのベース４３４が導電性素子４２８によって構成された第１のアレイのパターンに従うように導電性素子４２８に接合される。しかし、ワイヤボンド４３２は、ワイヤボンド４３２のそれぞれの端部４３６が、第２のアレイ構成による、異なるパターンで配列することができるように構成される。図示する実施形態では、第２のアレイのピッチは、第１のアレイのピッチと異なることができ、また場合によっては第１のアレイのピッチより微細であることができる。しかし、第２のアレイのピッチが第１のアレイより大きい他の実施形態又は導電性素子４２８が所定のアレイで配置されるのではなく、ワイヤボンド４３２の端部４３６が所定のアレイで配置される他の実施形態が可能である。またさらに、導電性素子４２８は、基板４１２全体を通して位置決めされるアレイのセットで構成することができ、ワイヤボンド４３２は、端部４３６が異なるアレイのセット又は単一アレイであるように構成することができる。
図６は、超小型電子素子４２２の表面に沿って延在する絶縁層４２１を更に示す。絶縁層４２１は、ワイヤボンドを形成する前に、誘電体材料又は他の電気絶縁性材料から形成することができる。絶縁層４２１は、超小型電子素子が、超小型電子素子にわたって延在するワイヤボンド４２３の任意のワイヤボンドに接触することを防止することができる。特に絶縁層４２１は、ワイヤボンド間の電気的短絡及びワイヤボンドと超小型電子素子４２２との電気的短絡を回避することができる。こうして、絶縁層４２１は、ワイヤボンド４３２と超小型電子素子４２２との間の意図しない電気的接触による誤動作又は考えられる損傷を回避するのに役立つことができる。
図６及び図１８に示すワイヤボンド構成は、例えば超小型電子アセンブリ４８８及び超小型電子素子４２２の相対的なサイズが普通なら許容しない或る特定の事例において、超小型電子アセンブリ４１０が、超小型電子アセンブリ４８８等の別の超小型電子アセンブリに接続することを可能にすることができる。図６の実施形態では、超小型電子アセンブリ４８８は、コンタクトパッド４４０の幾つかが、超小型電子素子４２２の前面４２４又は後面４２６のエリアより小さいエリア内のアレイ内にあるようにサイズ決定される。ワイヤボンド４３２の代わりにピラー等の実質的に垂直な導電性機構を有する超小型電子アセンブリでは、導電性素子４２８とパッド４４０との間の直接接続が可能でないことになる。しかし、図６に示すように、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、超小型電子アセンブリ４１０と超小型電子アセンブリ４８８との間で必要な電気接続を行うのに適切な位置に端部４３６を有することができる。こうした配置構成は、積層式パッケージを作製するために使用することができ、超小型電子アセンブリ４１８は、例えば、所定のパッドアレイを有するＤＲＡＭチップ等であり、また、超小型電子素子４２２は、ＤＲＡＭチップを制御するように構成されるロジックチップである。これによって、ワイヤボンド４３２がＤＲＡＭチップとの所望の接続を行う必要がある所ではどこにでも位置決めされる端部４３６を有することができるので、単一タイプのＤＲＡＭチップが、ＤＲＡＭチップより大きいサイズを含む、種々のサイズの幾つかの異なるロジックチップとともに使用されることを可能にすることができる。代替の実施形態では、超小型電子パッケージ４１０は、別の構成のプリント回路基板４９０上に実装することができ、ワイヤボンド４３２の非封止表面４３６は、回路基板４９０のパッド４９２に電気接続される。さらに、こうした実施形態では、パッケージ４８８の変更形態等の別のマクロ電子パッケージが、パッド４４０に接合されたはんだボール４５２によってパッケージ４１０上に実装することができる。
複数の超小型電子素子を有する超小型電子パッケージについての更なる配置構成は、図３１Ａ〜図３１Ｃに示される。これらの配置構成は、例えば図５に示すワイヤボンド配置構成に関連して、また、以下で更に論じる図６の積層式パッケージ配置構成で使用することができる。具体的には、図３１Ａは、下側超小型電子素子１６２２が、基板１６１２の表面１６１４上の導電性素子１６２８にフリップチップボンディングされる配置構成を示す。第２の超小型電子素子１６５０は、第１の超小型電子素子１６２２の上に上向きに実装され、ワイヤボンド１６８８を通して更なる導電性素子１６２８に接続される。図３１Ｂは、第１の超小型電子素子１７２２が表面１７１４上に上向きに実装され、ワイヤボンド１７８８を通して導電性素子１７２８に接続される構成を示す。第２の超小型電子素子１７５０は、第１の超小型電子素子１７２２の前面に面し、その前面上の対応するコンタクトに接合される、第２の超小型電子素子１７５０の１組のコンタクト１７２６を通して、第１の超小型電子素子１７２２の上にフリップチップ実装される。第１の超小型電子素子１７２２のこれらのコンタクトは更に、第１の超小型電子素子１７２２の回路パターンを通して接続することができ、ワイヤボンド１７８８のうちの幾つかによって、基板１７１２上の導電性素子１７２８に接続することができる。
図３１Ｃは、第１の超小型電子素子１８２２及び第２の超小型電子素子１８５０が、基板１８１２の表面１８１４上で並んで実装される配置構成を示す。超小型電子素子（及び更なる超小型電子素子）の一方又は両方は、本明細書で述べる上向き又はフリップチップ構成で実装することができる。さらに、こうした配置構成で使用される超小型電子素子の任意の超小型電子素子は、こうした超小型電子素子の一方若しくは両方上の、又は基板上の、又はその両方の上の回路パターンを通して互いに接続することができ、回路パターンは、超小型電子素子が電気接続されるそれぞれの導電性素子１８２８を電気接続する。
図７は、再分配層５４が封止層４２の表面４４に沿って延在している、図１に示されるタイプの超小型電子アセンブリ１０を示す。図７に示されるように、トレース５８が、ワイヤボンド３２の端面３８に電気的に接続される内部コンタクトパッド６１に電気的に接続され、再分配層５４の基板５６を貫通して、基板５６の表面６２上に露出するコンタクトパッド６０まで延在する。その後、更なる超小型電子アセンブリをはんだ塊等によってコンタクトパッド６０に接続することができる。再分配層５４に類似の構造が、ファンアウト層として知られる構造において基板１２の第２の表面１６に沿って延在することができる。ファンアウト層によって、超小型電子アセンブリ１０は、その層がない場合に可能であった導電性素子４０のアレイとは異なる構成のアレイに接続できるようになる。
図８Ａ〜図８Ｅは、図１〜図７に類似の構造内のワイヤボンド３２の端部３６の構造、又はその端部３６付近の構造において実現することができる種々の構成を示す。図８Ａは、ワイヤボンド３２の端部３６がキャビティ６４において封止層の小面４３より上方に突出するように、キャビティ６４が封止層４２の一部分に形成される構造を示す。図示される実施形態では、端面３８は、封止層４２の主面４４より下方に位置決めされ、キャビティ６４は、表面４４において端面３８を露出させるように構造化され、電子構造が端面に接続できるようにする。端面３８が表面４４と実質的に同一平面をなすか、又は表面４４の上方に位置する他の実施形態も可能である。さらに、キャビティ６４は、キャビティ６４内の封止層４２によって、ワイヤボンド３２の端部３６付近のワイヤボンド３２のエッジ面３７の部分が被覆されないことができるように構成することができる。これにより、端面３８と、端部３６付近のエッジ面３７の被覆されない部分との両方から、はんだ接続等の、アセンブリ１０の外部からワイヤボンド３２への接続を実施できるようになる。そのような接続が図８Ｂに示されており、はんだ塊５２を用いて第２の基板９４へのより強固な接続を設けることができる。一実施形態では、キャビティ６４は、表面４４の下に約１０μｍ〜約５０μｍの深さを有することができ、約１００μｍ〜約３００μｍの幅を有することができる。図８Ｂは、図８Ａの構造に類似の構造を有するが、側壁６５がテーパを付けられているキャビティを示す。さらに、図８Ｂは、その基板の表面９８において露出するコンタクトパッド９６においてはんだ塊５２によってワイヤボンド３２に電気的及び機械的に接続される第２の超小型電子アセンブリ９４を示す。
キャビティ６４は、キャビティ６４の所望のエリアにおいて封止層４２の一部分を除去することによって形成することができる。これは、レーザエッチング、ウェットエッチング、ラッピング等を含む既知のプロセスによって果たすことができる。代替的には、封止層４２が射出成形によって形成される実施形態では、キャビティ６４は、型内に対応する機構を含むことによって形成することができる。そのようなプロセスが米国特許出願公開第２０１０／０２３２１２９号において論じられており、その特許出願公開は引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする。図８Ｂに示されるキャビティ６４のテーパを付けられた形状は、その形成時に用いられる特定のエッチングプロセスの結果とすることができる。
図８Ｃ及び図８Ｅは、ワイヤボンド３２上に実質的に丸みを帯びた端部分７０を含む端部構造を示す。丸みを帯びた端部分７０は、ベース３４と端部３６との間のワイヤボンド３２の部分の断面より広い断面を有するように構成される。更なる丸みを帯びた端部分７０は、エッジ面７１を含み、エッジ面７１は、ワイヤボンド３２のエッジ面３７と端部分７０との間の移行部においてワイヤボンド３２のエッジ面３７から外側に延在する。丸みを帯びた端部分７０を組み込むことは、固着機構を設けることによって、封止層４２内にワイヤボンド３２を固定するように作用することができ、表面７１の方向における変化が、封止層４２に、３方から端部７０を包囲する場所を与える。これは、ワイヤボンド３２が基板１２上の導電性素子２８から分離し、結果として、電気的に接続し損なうのを防ぐのに役立つことができる。さらに、丸みを帯びた端部分７０は、電子的接続を実施することができる、表面４４内の封止層４２によって被覆されない表面積を増やすことができる。図８Ｅに示されるように、丸みを帯びた端部分７０は、さらに、表面４４の上方に延在することができる。代替的には、図８Ｃに示されるように、丸みを帯びた端部分７０は、表面４４と実質的に同一平面をなす表面を設けるように研削することができるか、又は別の方法で平坦化することができ、ワイヤボンド３２の断面より広い面積を有することができる。
丸みを帯びた端部分７０は、ワイヤボンド３２を作製するために用いられるワイヤの端部において火炎又は火花の形で局所化された熱を当てることによって形成することができる。既知のワイヤボンディング機を変更して、このステップを実行することができ、このステップは、ワイヤを切断した直後に行うことができる。このプロセスにおいて、熱は、その端部においてワイヤを溶解する。この局所化された液体金属部分が、その表面張力によって丸くされ、金属が冷えるときに保持される。
図８Ｄは、超小型電子アセンブリ１０のための構成を示しており、ワイヤボンド３２の端部３６が封止層４２の主面４４の上方の空間内に位置する表面３８を含む。そのような構成は、具体的には、封止層４２によって被覆されないエッジ面３７の部分に沿って表面４４の上方にウィッキングするはんだ塊６８とのより強固な接続を設けることによって、上記でキャビティ６４に関して論じられたものと類似の利点を与えることができる。一実施形態では、端面３８は、約１０μｍ〜約５０μｍの距離だけ表面４２の上方の空間内に位置することができる。さらに、図８Ｄに示される実施形態、及びエッジ面３７の一部分が封止層４２の表面の上方において封止層４２によって被覆されない他の実施形態のいずれかにおいて、端部は、その上に形成された保護層を含むことができる。そのような層は、金から形成される層、酸化物コーティング又はＯＳＰを含む、酸化保護層を含むことができる。
図９は、ワイヤボンド３２の端面３８上にスタッドバンプ７２が形成されている超小型電子アセンブリ１０の実施形態を示す。スタッドバンプ７２は、端面４４の上に別の、変更されたワイヤボンドを付着させ、オプションで、表面４４の一部分に沿って引き伸ばすことによって、超小型電子アセンブリ１０を作製した後に形成することができる。変更されたワイヤボンドは、ワイヤの長さを引き出すことなく、そのベースの付近で切断されるか、又は別の方法で切られる。ＵＢＭ等の結合層を最初に被着することなく、特定の金属を含むスタッドバンプ７２を端部３８に直接付着させることでき、それゆえ、はんだによって直接ぬらすことができないボンドパッドへの導電性相互接続を形成する方法を与えることができる。これは、ワイヤボンド３２がぬらすことができない金属から形成されるときに役に立つ可能性がある。一般的に、銅、ニッケル、銀、プラチナ及び金のうちの１つ又は複数から基本的になるスタッドバンプをこのように付着させることができる。図９は、更なる超小型電子アセンブリへの電子的又は機械的接続のために、スタッドバンプ７２上に形成されるはんだ塊６８を示す。
図１０Ａ〜図１０Ｄは、曲げられた、又は湾曲した形状を含むワイヤボンド３２の端部３６のための構成を示す。各実施形態において、ワイヤボンド３２の端部３６は、エッジ面７６の少なくとも一部が、例えば、主面４４によって被覆されないようにその部分７４が封止層４２の表面４４に対して実質的に平行に延在するように曲げられる。エッジ面３７のこの部分は、表面４４の外側上方に延在することができるか、又は表面４４と実質的に同一平面に延在するように研削するか、若しくは別の方法で平坦化することができる。図１０Ａの実施形態は、表面４４に対して平行であり、表面４４に対して実質的に垂直である端面３８において終端する、端部３６の部分７４において、ワイヤボンド３２内の急な曲がりを含む。図１０Ｂは、表面４４に対して平行である端部３６の部分７４付近において、図１０Ａに示されるよりも緩やかな曲線を有する端部３６を示す。図３、図４又は図５に示される構成によるワイヤボンドの部分が、表面４４に対して実質的に平行な部分を有し、表面４４内の場所において封止層４２によって被覆されないエッジ面の部分を有する端部を含む構成を含む、他の構成も可能である。さらに、図１０Ｂの実施形態は、ワイヤボンドの端部において鉤状の部分７５を含み、その部分は、端面３８を封止層４２内の表面４４の下方に位置決めする。これは、封止層４２内に、除去される可能性が小さい、端部３６のためのより強固な構造を与えることができる。図１０Ｃ及び図１０Ｄは、それぞれ図１０Ａ及び図１０Ｂに示す構造に類似であるが、封止層４２内に形成されるキャビティ６４によって、表面４４に沿った或る場所において封止層４２によって被覆されない構造を示す。これらのキャビティは、図８Ａ及び図８Ｂに関して上記で論じられた構造に、構造的に類似することができる。表面４４に対して平行に延在する部分７４を含む端部３６を含むことは、延長された被覆されないエッジ面７５があることにより、その端部と接続するための表面積を増やすことができる。そのような部分７４の長さは、ワイヤボンド３２を形成するために用いられるワイヤの断面の幅より長くすることができる。
図２９に示される更なる例では、単一の導電性素子１４２８上に複数のワイヤボンド１４３２を接合することができる。そのような一群のワイヤボンド１４３２を用いて、封止層１４４２上に、導電性素子１４２８との電気的接続のための更なる接続点を作製することができる。共通接合ワイヤボンド１４３２の露出した部分１４３９は、例えば、概ね導電性素子１４２８自体のサイズのエリア、又はワイヤボンド１４３２群との外部接続を作製するためのボンディング塊の意図したサイズを近似する別のエリアにおいて、封止層１４４２の表面１４４４上で１つのグループにまとめることができる。そのようなワイヤボンド１４３２は、図示されるように、ボールボンディングすることができるか、上記のように、導電性素子１４２８上にエッジボンディングすることができる。基板上の導電性素子への複数のワイヤボンドを形成するとき、例えば、レーザ又は他の切断器具によって、ワイヤボンディングプロセス中に金属ワイヤを切るために本明細書において記述される種々の技法を利用することができる。
図１１〜図１５は、超小型電子アセンブリの製造方法の種々のステップにおける超小型電子アセンブリ１０を示す。図１１は、超小型電子素子２２が第１の表面１４上、かつ第１の表面１４の第１の領域１８内で基板１２に電気的及び機械的に接続されたステップにおける超小型電子アセンブリ１０’を示す。超小型電子素子２２は、図１１において、例えば、基板の向かい合う表面１４上の対応するコンタクトに面し、接合される超小型電子素子２２上のコンタクトを通して、フリップチップ構成において基板１２上に実装されるように示される。例えば、超小型電子素子のコンタクトと基板のコンタクトとの間の接合部は、塊状物２６、例えば、導電性ペースト、導電性マトリックス材料、はんだ塊等の導電性材料を通して作製することができ、コンタクトは、数ある中でも、パッド、ポスト、例えば、マイクロピラー、スタッドバンプ等の任意の適切な構成からなることができる。本明細書において、「フリップチップボンディング」は、超小型電子素子及び基板の対応するコンタクト間、又は超小型電子素子と別の超小型電子素子との間の対面の電気的結合の構成を意味するために用いられる。
代替的には、図１の例において見られるように、代わりに、超小型電子素子のコンタクトと基板との上向きのワイヤボンディングを用いることができる。図１１に示す方法ステップの実施形態では、誘電体アンダーフィル層６６は、超小型電子素子２２と基板１２との間に設けることができる。
図１２は、基板１２の第１の表面１４上において露出する導電性素子２８のパッド３０にワイヤボンド３２が付着されている超小型電子アセンブリ１０’’を示す。論じられたように、ワイヤボンド３２は、ワイヤセグメントの端部を加熱して、端部を軟化させることによって付着させることができ、それにより、ワイヤボンドは、導電性素子２８上に押し付けられると、導電性素子２８に対して堆積ボンドを形成し、ベース３４を形成する。ワイヤは、その後、導電性素子２８から引き出され、ワイヤボンド３２の端部３６及び端面３８を形成するために切断されるか又はその他の方法で切られる前に、所望される場合、指定された形状になるよう操作される。代替的に、ワイヤボンド３２は、例えば、ウェッジボンディングによってアルミニウムワイヤから形成することができる。ウェッジボンディングは、ワイヤボンドの端部に隣接するワイヤの一部分を加熱し、そのワイヤの一部分を、導電性素子２８に圧力を加えた状態で導電性素子２８に沿って引き抜くことによって形成される。こうしたプロセスは、米国特許第７，３９１，１２１号に更に記載され、その開示は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする。
図１３では、封止層４２は、基板の第１の表面１４を覆って付着されることによって超小型電子アセンブリ１０’’’に付加されており、封止層４２は基板から上方にかつワイヤボンド３２のエッジ面３７に沿って延在する。封止層４２はまた、アンダーフィル層６６を被覆する。封止層４２は、図１２に示す超小型電子アセンブリ１０’’を覆って樹脂を堆積させることによって形成することができる。これは、アセンブリ１０’を受け取ることができる封止層４２の所望の形状のキャビティを有する適切に構成されたモールド内にアセンブリ１０’’を配置することによって行うことができる。こうしたモールド及びそのモールドによって封止層を形成する方法は、米国特許出願公開第２０１０／０２３２１２９号に示し記載されているようなものとすることができ、その開示は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする。代替的に、封止層４２は、少なくとも部分的にコンプライアントな材料から所望の形状に事前作製することができる。この構成では、誘電体材料のコンプライアントな特性は、封止層４２が、ワイヤボンド３２及び超小型電子素子２２を覆った位置に圧入されることを可能にする。こうしたステップでは、ワイヤボンド３２は、コンプライアント材料に貫入し、その材料内のそれぞれの穴を形成し、その穴に沿って、封止層４２がエッジ面３７に接触する。さらに、超小型電子素子２２は、コンプライアント材料内に受け取ることができるようにコンプライアント材料を変形することができる。コンプライアント誘電体材料は、圧縮されて、外側表面４４上で端面３８を露出させることができる。代替的に、どんな過剰なコンプライアント誘電体材料も、封止層から除去して、ワイヤボンド３２の端面３８がその上で被覆されない表面４４を形成することができるか、又は、表面６３内の場所で端面３８を被覆しないキャビティ６４を形成することができる。
図１３に示す実施形態では、封止層は、最初に封止層の表面４４がワイヤボンド３２の端面３８の上で離間するように形成される。端面３８を露出させるために、端面３８の上にある封止層４２の部分を除去し、図１４に示すように、端面４２と実質的に同一平面上にある新しい表面４４’を露出させることができる。代替的に、図８Ａ及び図８Ｂに示すキャビティ等の、端面３８が封止層４２によって被覆されないキャビティ６４を形成することができる。更なる代替形態では、封止層４２は、表面４４が既に端面４８と実質的に同一平面上にあるように、又は、図８Ｄに示すように、表面４４が端面４８の下に配置されるように形成することができる。封止層４２の一部分の除去は、必要がある場合、研削、ドライエッチング、レーザエッチング、ウェットエッチング、ラッピング等によって達成することができる。所望される場合、ワイヤボンド３２の端部３６の一部分はまた、同じステップ又は更なるステップで除去されて、表面４４と実質的に同一平面上にある実質的に平坦な端面３８を達成することができる。所望される場合、キャビティ６４を、こうしたステップ後に形成することもできるか、又は、図１０に示すように、スタッドバンプを付着させることもできる。結果得られる超小型電子アセンブリ１０は、その後、ＰＣＢ上に固着させることができるか又はそうでなければ、図６に示すように、更なるアセンブリ、例えば積層式パッケージ内に組み込むことができる。
図１５に示される代替の実施形態では、ワイヤボンド３２は最初に、ワイヤループ８６の部分３２’として、対をなして形成される。この実施形態では、ループ８６は、上記で論じられたように、ワイヤボンドの形に作製される。ワイヤセグメントは、上方に引き上げられ、その後、曲げられ、基板１３の第１の表面１４の方向の少なくとも１つの構成要素を有する方向に、隣接する導電性素子２８の上に実質的に重なる位置まで引き下げられる。その後、ワイヤは隣接する導電性素子２８付近の位置まで実質的に下方に引き下げられ、その後、切断されるか、別の方法で切られる。その後、ワイヤは加熱され、堆積ボンディング等によって隣接する導電性素子２８に接続され、ループ８６を形成する。その後、ループ８６を実質的に被覆するように、封止層４２が形成される。その後、プロセスによる研削、エッチング等によって封止層４２の一部分が除去される。このプロセスは、ループが切られ、２つの部分３２’に分割されるようにループ８６の一部分も除去し、それにより、封止層４２上に形成された表面４４上の場所に、封止層４２によって被覆されない端面３８を有するワイヤボンド３２を形成する。その後、上記で論じられたように、アセンブリ１０に後続の仕上げステップを適用することができる。
図１６Ａ〜図１６Ｃは、上記で論じられたように、ワイヤボンド３２の端部３６を包囲するキャビティ６４を作製するための代替の実施形態におけるステップを示す。図１６Ａは、図１〜図６に関して上記で論じられた一般的なタイプのワイヤボンド３２を示す。ワイヤボンド３２は、その端部３６上に付着する犠牲材料７８の塊状物を有する。犠牲材料塊７８は、その形成中に材料の表面張力から生じる可能性がある実質的に球の形状をなすことができるか、又は当業者によって理解される他の所望の形状をなすことができる。犠牲材料塊７８は、ワイヤボンド３２の端部３６をはんだペースト内に浸し、その端部をコーティングすることによって形成することができる。ウィッキング及び表面張力によって端部３６に接着するはんだ塊の量を制御するために、浸す前にはんだペーストの粘性を調整することができる。したがって、これは、端部３６に付着する塊状物７８のサイズに影響を及ぼすことができる。代替的には、塊状物７８は、ワイヤボンド３２の端部３６上に可溶性材料を堆積することによって形成することができる。他の可能な塊状物７８は、端部上の個々のはんだボール若しくは他の塊状物とすることができるか、又は超小型電子構成要素の製造中に用いられ、後に除去することができる、銅又は金フラッシング等の他の材料を用いる他の手段によることができる。
図１６Ｂにおいて、ワイヤボンド３２のエッジ面３７に沿った上方を含めて、アセンブリ１０に加えられた誘電体層４２が示される。また、誘電体層は、犠牲材料塊７８の表面の一部分に沿って延在し、それにより、誘電体層はワイヤボンド３２の端部３６から離間して位置される。その後、犠牲材料塊７８は、溶媒内での洗浄又はすすぎ、溶解、化学エッチング又は他の技法等によって除去され、それにより、誘電体層４２内に、除去する前の塊状物７８の鋳型形状（negative shape）のキャビティ６４を実質的に残し、ワイヤボンド３２の端部３６付近のエッジ面３７の一部分を露出させる。
代替的には、犠牲材料塊７８は、ワイヤボンドのエッジ面３７に沿って延長することによって、ワイヤボンド３２の実質的に全てをコーティングするように形成することができる。この構成が図１７Ａに示される。そのようなコーティングは、上記で論じられたように、アセンブリ１０上での形成後にワイヤボンド３２上に付着させることができるか、又はワイヤボンド３２を作製するために用いられるワイヤにコーティングとして付着させることができる。これは、基本的には、コーティングされたワイヤ、又は、例えば、銅の内側コアとはんだコーティングとを有する二重ワイヤの形をとることになる。図１７Ｂは、犠牲塊７８のエッジ面７９に沿って延在し、それにより、実質的にその長さに沿ってワイヤボンド３２から誘電体層４２を離隔するように、ワイヤボンド３２及び犠牲塊７８上に被着された誘電体層４２を示す。
図１７Ｃは、犠牲材料塊７８の一部分を除去して、端部３６の周囲にキャビティ６４を形成し、エッジ面３７の一部分を露出させることから生じる構造を示す。そのような実施形態において、犠牲材料塊７８の大部分、又は少なくとも一部を誘電体層４２とワイヤボンド３２との間の場所に残すことができる。図１７Ｃは、ワイヤボンド３２を別の超小型電子構造１０Ａのコンタクトパッド４０Ａに電気的及び機械的に接続するはんだ塊５２を更に示す。
ワイヤセグメントを形成し、ワイヤセグメントを導電性素子にボンディングして、特に上記で論じたボールボンドタイプのワイヤボンドを形成した後、ワイヤボンド（例えば、図１の３２）は、その後、キャピラリ（図３２の８０４等）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から遠隔の任意の場所で行うことができ、好ましくは、ワイヤボンド３２の所望の高さを規定するのに少なくとも十分な距離だけベース３４から遠隔の場所で行われる。こうした分離は、面８０６とワイヤボンド３２のベース３４との間で、キャピラリ８０４内に配設されるか又はキャピラリ８０４の外部に配設される機構によって実施することができる。一方法では、ワイヤセグメント８００は、所望の分離点でワイヤ８００を効果的に溶け落とさせることによって分離することができ、それは、ワイヤ８００にスパーク又は火炎を印加することによって行うことができる。ワイヤボンド高さの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を実装することができる。本明細書で述べるように、切断は、所望の場所でワイヤを弱化させることができる部分的切断又は残りのワイヤセグメント８００からワイヤボンド３２を全体的に分離させるための、ワイヤを貫通する完全な切断を記述するために使用することができる。
図３２に示す一例では、切断ブレード８０５は、キャピラリ８０４内等の、ボンドヘッドアセンブリに一体化することができる。図示するように、切断ブレード８０５がそこを通って延在することができる開口８０７が、キャピラリ８０４の側壁８２０内に含まれることができる。切断ブレード８０５は、キャピラリ８０４の内部に入る／から出るよう移動可能であることができるため、切断ブレード８０５が、交互に、ワイヤ８００がキャピラリ８０４を自由に通過することを可能にするか又はワイヤ８００に係合することができる。したがって、切断ブレード８０５がキャピラリ内部の外側の位置にある状態で、ワイヤ８００を引き出し、ワイヤボンド３２を形成して、導電性素子２８にボンディングすることができる。ボンド形成後、ワイヤセグメント８００を、ボンドヘッドアセンブリ内に一体化されたクランプ８０３を使用して固定し、ワイヤの位置を固定することができる。切断ブレード８０３を、その後、ワイヤセグメントに向けて移動して、ワイヤを完全に切断するか、又は部分的に切断する、すなわちワイヤを弱化させることができる。完全な切断により、ワイヤボンド３２の端面３８を形成することができる。この時点で、キャピラリ８０４はワイヤボンド３２から離れて、例えば、別のワイヤボンドを形成することができる。同様に、ワイヤセグメント８００が切断ブレード８０５によって弱化されている場合、ワイヤクランプ８０３によって依然として保持されているワイヤとともにボンドヘッドユニットを移動させることにより、部分的な切断によって弱化されたエリアにおいてワイヤ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。
切断ブレード８０５の移動は、空気圧又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することができる。他の例では、切断ブレード８０５の移動は、バネ又はダイヤフラムによって作動することができる。切断ブレード８０５作動のためのトリガー用信号は、ボールボンドの形成からカウントダウンする時間遅延に基づくことができるか、又は、ワイヤボンドベース３４の上の所定の高さまでのキャピラリ８０４の移動によって作動することができる。こうした信号は、任意の後続のボンド形成の前に切断ブレード８０５の位置をリセットすることができるようにボンディング機械を動作させる他のソフトウェアにリンクすることができる。切断機構は、その両側からワイヤを切断するためにブレード８０５の反対に位置する第２のブレード（図示せず）も含むことができる。
別の例では、レーザ８０９は、ボンドヘッドユニットとともに組み立て、ワイヤセグメントを切断するように位置決めすることができる。図３３に示すように、レーザヘッド８０９は、キャピラリ８０４又はキャピラリ８０４を含むボンドヘッドユニット上の別の地点に実装すること等によってキャピラリ８０４の外部に位置決めすることができる。図３２の切断ブレード８０５に関して上記で論じたような所望の時間にレーザを作動して、ワイヤ８００を切断し、ベース３４の上の所望の高さにワイヤボンド３２の端面３８を形成することができる。他の実装態様では、レーザ８０９は、キャピラリ８０４自体を通して又はその中に切断ビームを向けるように位置決めすることができ、また、ボンドヘッドユニットの内部にあることができる。或る例では、二酸化炭素レーザを使用することができるか、又は代替として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ又はＣｕ蒸気レーザを使用することができる。
別の実施形態では、図３４Ａ〜図３４Ｃに示すステンシルユニット８２４を用いて、ワイヤボンド３２を残りのワイヤセグメント８００から分離することができる。図３４Ａに示すように、ステンシル８２４は、ワイヤボンド３２の所望の高さで又はその近くで上側表面８２６を画定する本体を有する構造であることができる。ステンシル８２４は、導電性素子２８、又は導電性素子２８間の基板１２の任意の部分に接触するように構成することができる。ステンシルは、導電性素子２８等を被覆する等、ワイヤボンド３２用の所望の場所に対応することができる複数の穴８２８を含む。穴８２８は、ボンドヘッドユニットのキャピラリ８０４を穴８２８に受容するサイズにすることができるため、キャピラリは、導電性素子２８にワイヤ８００をボンディングするための、導電性素子２８に対する位置まで穴の中に延在して、例えばボールボンディング等によってベース３４を形成することができる。キャピラリ８０４は、その後、ワイヤセグメントを所望の長さまで引き出しながら、穴８２８から外に垂直に移動させることができる。穴８２８から取り除かれると、ワイヤセグメントは、クランプ８０３等によってボンドヘッドユニット内に固定することができ、キャピラリ８０４は、横方向に（ステンシル８２４の表面８２６に平行に等）移動して、穴８２８の表面及びステンシル８２４の外側表面８２６の交差によって画定されるステンシル８２４の縁部８２９に接触するようワイヤセグメント８００を移動させることができる。こうした移動は、キャピラリ８０４内に依然として保持されるワイヤセグメント８００の残りの部分からワイヤボンド３２の分離を引き起こすことができる。このプロセスは、所望の場所に所望の数のワイヤボンド３２を形成するために繰り返すことができる。或る実装態様では、キャピラリは、ワイヤ分離の前に垂直に移動することができ、それにより、残りのワイヤセグメントは、後続のボールボンドを形成するのに十分な距離８０２だけキャピラリ８０４の面８０６を超えて突出する。図３４Ｂは、穴８２８が、表面８２６の第１の直径から、表面８２６から離れたより大きな直径まで増加する直径を有するように、穴８２８がテーパを付けられるステンシル８２４の変形形態を示す。別の変形形態では、図３４Ｃに示すように、ステンシルは、基板１２から所望の距離に表面８２６を離間させるのに十分な厚さを有する外側フレーム８２１を有するものとして形成することができる。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るキャビティ８２３を少なくとも部分的に囲むことができ、ステンシル８２４の厚さは、表面８２６と開口エリア８２３との間に延在しており、穴８２８を含むステンシル８２４の部分が、基板１２上に位置決めされると基板１２から離間するようになっている。
図２０及び図２１は、ワイヤボンド５３２がリードフレーム構造上に形成される超小型電子アセンブリ５１０の更なる実施形態を示す。リードフレーム構造の例は、米国特許第７，１７６，５０６号及び第６，７６５，２８７号に示され、記載されており、それらの開示は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。一般に、リードフレームは、銅等の導電性金属のシートから形成される構造であり、この構造は複数のリード線を含むセグメントになるようパターニングされ、パドル及びフレームを更に含むことができる。フレームを用いて、アセンブリの作製中に、リード線及び使用される場合パドルを固定する。一実施形態では、ダイ又はチップ等の超小型電子素子は、ワイヤボンドを使用して、パドルに上向きに接合し、リード線に電気接続することができる。代替的に、超小型電子素子は、超小型電子素子の下に延在することができるリード線に直接実装することができる。こうした実施形態では、超小型電子素子上のコンタクトは、はんだボール等によってそれぞれのリード線に電気接続することができる。その後、リード線を用いて、超小型電子素子へ／から信号電位を搬送するために種々の他の導電性構造に対する電気接続部を形成することができる。構造を覆って封止層を形成することを含むことができる、その構造の組立てが終了すると、フレームの一時的な要素をリードフレームのリード線及びパドルから除去して、個々のリード線を形成することができる。本開示において、個々のリード線５１３及びパドル５１５は、基板５１２であって、基板５１２と一体に形成される部分内に導電性素子５２８を含む、基板５１２を全体として形成するものの区分化された部分であると考えられる。さらに、この実施形態では、パドル５１５は、基板５１２の第１の領域５１８内にあると考えられ、リード線５１３は、第２の領域５２０内にあると考えられる。図２１の平面図でも示すワイヤボンド５２４は、パドル５１５上で担持される超小型電子素子２２をリード線５１５の導電性素子５２８に接続する。ワイヤボンド５３２は、ワイヤボンド５３２のベース５３４において、リード線５１５上の更なる導電性素子５２８に更に接合することができる。封止層５４２は、アセンブリ５１０上に形成され、ワイヤボンド５３２の端部５３８を表面５４４内の場所で被覆されないままにする。ワイヤボンド５３２は、本明細書の他の実施形態に関して述べた構造に対応する構造内で、封止層５４２によって被覆されない更なる又は代替の部分を有することができる。
図２４〜図２６は、閉ループワイヤボンド８３２を有する超小型電子パッケージ８１０の更に別の実施形態を示す。この実施形態のワイヤボンド８３２は、図２４に示されるように、隣接する導電性素子８２８ａ及び８２８ｂに接合することができる２つのベース８３４ａ及び８３４ｂを含む。代替的には、ベース８３４ａ、８３４ｂはいずれも、図２５及び図２６に示されるように、共通の導電性素子８２８上に接合することができる。そのような実施形態では、ワイヤボンド８３２は、エッジ面８３７がベースから基板８１２の上方の封止層８４２の表面８４４における頂点８３９までそれぞれの部分８３７ａ及び８３７ｂにおいて上方に延在するように、ループ内で２つのベース８３４ａ、８３４ｂ間に延在するエッジ面８３７を画定する。封止層８４２は、エッジ面部分８３７ａ、８３７ｂの少なくとも或る部分に沿って延在し、互いに、かつパッケージ８１０内の他のワイヤボンド８３２から、それぞれの部分を分離する。頂点８３９において、エッジ面８３７の少なくとも一部が封止層８４２によって被覆されず、それにより、ワイヤボンド８３２は別の構成要素との電気的相互接続のために利用可能であり、別の構成要素は、別の超小型電子構成要素、又は他の構成要素、例えば、キャパシタ又はインダクタ等の個別要素とすることができる。図２４〜図２６に示されるように、ワイヤボンド８３２は、頂点８３９が基板８１２の表面にわたって少なくとも一方の横方向において導電性素子８２８からオフセットされるように形成される。一例では、頂点８３９は、超小型電子素子８２０の主面の上に重なることができるか、又はそうでなければ、超小型電子素子８２０が位置合わせされる基板８１２の第１の領域の上に重なることができる。頂点８３９が他の実施形態において論じられたワイヤボンドの端面の場所のいずれかに位置決めされる構成を含む、ワイヤボンド８３２のための他の構成も可能である。さらに、頂点８３９は、図８Ａに示されるように、穴内で被覆されないことができる。さらには、頂点８３９は延長することができ、図１０Ａ〜図１０Ｄ内のエッジ面に関して図示されたように、その長さにわたって延在する表面８４４において被覆されないようにすることができる。１つではなく、２つのベース８３４ａ、８３４ｂ間に延在するワイヤボンド８３２によって支持される頂点８３９を包囲する被覆されないエッジ面８３７の形として接続機構を設けることによって、主面８４４によって規定される方向における接続機構のより正確な配置を達成することができる。
図２７及び図２８は図２４〜図２６の実施形態の変形形態を示しており、ワイヤボンド８３４の代わりにボンドリボン９３４が用いられる。ボンドリボンは、ワイヤボンドを形成するために上記で論じられた材料のいずれか等の導電性材料からなる、全体的に平坦な材料片とすることができる。ボンドリボン構造は、断面を概ね円形にすることができるワイヤボンドとは対照的に、太くではなく、幅広くすることができる。図２７に示されるように、ボンドリボン９３４はそれぞれ、導電性素子９２８の一部分に沿って延在して結合することができる第１のベース９３４ａを含む。リボンボンド９３２の第２のベース９３４ｂは第１のベース９３４ａの一部分に接合することができる。エッジ面９３７が、頂点９３９への２つの対応する部分９３７ａ及び９３７ｂにおいて、ベース９３４ａと９３４ｂとの間に延在する。頂点９３９のエリア内のエッジ面の部分は、その主面９４４の一部分に沿って封止材９４２によって被覆されない。本明細書において開示された他の実施形態において用いられたワイヤボンドに関して記述されたような、更なる変形形態も可能である。
上記で論じられた構造は、多様な電子システムを構成する際に利用することができる。例えば、本発明の更なる実施形態によるシステム７１１は、他の電子構成要素７１３及び７１５とともに、上記のような超小型電子アセンブリ７１０を含む。図示される例では、構成要素７１３は半導体チップであるのに対して、構成要素７１５は表示画面であるが、任意の他の構成要素を用いることもできる。当然、明確に例示するために、図２３には２つの更なる構成要素しか示されないが、そのシステムは任意の数のそのような構成要素を含むことができる。上記のような超小型電子アセンブリ７１０は、例えば、図１に関連して上記で論じられたような超小型電子アセンブリ、又は図６を参照しながら論じられたような複数の超小型電子アセンブリを組み込む構造とすることができる。アセンブリ７１０は、図２〜図２２において記述された実施形態のうちのいずれか１つを更に含むことができる。更なる変形形態では、複数の変形を与えることができ、任意の数のそのような構造を用いることができる。
超小型電子アセンブリ７１０並びに構成要素７１３及び７１５は、破線において概略的に表される、共通のハウジング７１９内に実装され、所望の回路を形成するために必要に応じて互いに電気的に相互接続される。図示される例示的なシステムでは、そのシステムは、フレキシブルプリント回路基板等の回路パネル７１７を含み、回路パネルは、構成要素を互いに相互接続する多数の導体７２１を含み、そのうちの１つだけが図２３に示される。しかしながら、これは例示にすぎず、電気的接続を作製するのに適した任意の構造を用いることができる。
ハウジング７１９は、例えば、携帯電話又は携帯情報端末において使用可能なタイプのポータブルハウジングとして示されており、画面７１５はハウジングの表面に露出する。超小型電子アセンブリ７１０が撮像チップ等の感光性素子を含む場合、光をその構造まで送るために、レンズ７２３又は他の光学デバイスも設けることができる。ここでもまた、図２３に示される簡略化されたシステムは例示にすぎない。デスクトップコンピュータ、ルータ等の一般的に固定構造と見なされるシステムを含む他のシステムも、上記で論じられた構造を用いて作製することができる。
本発明の上述した実施形態及び変形形態は、具体的に上述した以外の方法で組み合わせることができる。本発明の範囲及び趣旨内にある全ての変形形態を包含することが意図される。
本発明は特定の実施形態を参照しながら本明細書において説明されてきたが、これらの
実施形態は本発明の原理及び応用形態を例示するにすぎないことは理解されたい。それゆ
え、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の趣旨及び範囲から逸脱する
ことなく、例示的な実施形態に数多くの変更を加えることができること、及び他の構成を
考案することができることは理解されたい。
［実施形態例］
［実施形態１］
超小型電子パッケージを作製する方法であって、
ａ）所定の長さを有する金属ワイヤセグメントをボンディングツールのキャピラリから送り出すステップと、
ｂ）前記ボンディングツールを使用するステップであって、前記金属ワイヤの一部分を基板の第１の表面において露出する導電性素子に結合し、それにより、前記導電性素子上にワイヤボンドのベースを形成する、使用するステップと、
ｃ）前記ワイヤの一部分を前記ボンディングツール内に固定するステップと、
ｄ）前記固定された部分と前記ベースとの間の場所において前記金属ワイヤを切断するステップであって、前記ワイヤボンドの端面を少なくとも部分的に画定し、前記ベースと前記端面との間に前記ワイヤボンドのエッジ面が画定される、切断するステップと、
ｅ）ステップ（ａ）〜ステップ（ｄ）を繰り返すステップであって、前記基板の複数の前記導電性素子への複数のワイヤボンドを形成する、繰り返すステップと、
ｅ）その後、前記基板の前記表面の上に重なる誘電体封止層を形成するステップであって、前記封止層は、前記基板の前記表面及び前記ワイヤボンドの一部分を少なくとも部分的に被覆するように形成され、それにより、前記封止層によって被覆されない前記ワイヤボンドの端面又はエッジ面のうちの少なくとも一方の一部分によって、前記ワイヤボンドの封止されない部分が画定される、形成するステップと、
を含む、超小型電子パッケージを作製する方法。
［実施形態２］
前記金属ワイヤは部分的にのみ切込みを入れられ、前記ボンディングツールは、前記ワイヤの前記部分が固定されたまま、前記基板の前記表面から遠ざけられ、それにより、前記ワイヤが前記切込みの場所において断線し、前記端面は前記切込み及び前記断線によって形成される、実施形態１に記載の方法。
［実施形態３］
前記切込みは前記ワイヤボンドの前記エッジ面に対して実質的に垂直な方向において前記ワイヤセグメントを完全に貫通して作製され、前記ワイヤボンドの前記端面は前記切込みによって形成される、実施形態１に記載の方法。
［実施形態４］
少なくとも１つの超小型電子素子が前記基板の前記第１の表面の上に重なり、前記基板は第１の領域及び第２の領域を有し、前記超小型電子素子は前記第１の領域内に位置し、前記導電性素子は前記第２の領域内に位置し、前記少なくとも１つの超小型電子素子に電気的に接続され、前記誘電体封止層は、少なくとも前記基板の前記第２の領域において該基板の前記第１の表面の上に重なるように形成される、実施形態１に記載の方法。
［実施形態５］
前記パッケージは、前記ワイヤボンドのうちの第１のワイヤボンドが第１の信号電位を搬送するようになっており、前記ワイヤボンドのうちの第２のワイヤボンドが前記第１の信号電位とは異なる第２の信号電位を同時に搬送するようになっているように構成される、実施形態４に記載の方法。
［実施形態６］
前記金属ワイヤセグメントは前記ボンディングツール上に取り付けられるレーザを用いて切断される、実施形態１に記載の方法。
［実施形態７］
前記キャピラリは、前記ワイヤボンドが送り出される際に通る該キャピラリの面を画定し、前記レーザは前記ボンディングツールの前記面と前記ワイヤボンドの前記ベースとの間に位置決めされる前記ワイヤセグメントの場所に切断ビームを誘導するように前記ボンディングツール上に取り付けられる、実施形態６に記載の方法。
［実施形態８］
前記ボンディングツールはキャピラリを含み、該キャピラリは前記ワイヤボンドが送り出される際に通る該キャピラリの面を画定し、前記キャピラリは該キャピラリの側壁内に形成される壁を含み、前記レーザは、前記開口部を通して、前記キャピラリ内に位置決めされる前記ワイヤセグメントの場所に切断ビームを誘導するように、前記ボンディングツール上に取り付けられる、実施形態６に記載の方法。
［実施形態９］
前記レーザはＣＯ２、Ｎｄ：ＹＡＧ又はＣｕ蒸気レーザのうちの１つである、実施形態６に記載の方法。
［実施形態１０］
前記金属ワイヤは、前記キャピラリ内に延在する切断エッジを用いて切断される、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１１］
前記切断エッジは、前記ワイヤセグメントの反対に位置する前記キャピラリの壁に向かう方向に延在する、実施形態１０に記載の方法。
［実施形態１２］
前記金属ワイヤは、前記切断エッジを第１の切断エッジとして、該第１の切断エッジの反対に位置するように前記キャピラリ内に延在する第２の切断エッジと組み合わせて前記切断エッジを用いて切断される、実施形態１０に記載の方法。
［実施形態１３］
前記キャピラリは、前記ワイヤセグメントが送り出される際に通る該キャピラリの面を画定し、前記金属ワイヤは、反対に位置する第１の切断エッジ及び第２の切断エッジを有する切断器具を用いて切断され、前記切断器具は、前記ボンディングツールの前記面と前記ワイヤボンドの前記ベースとの間に位置決めされる場所において前記ワイヤセグメントを切断するように前記ボンディングツール上に取り付けられる、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１４］
前記基板の上にステンシルを位置決めするステップを更に含み、前記ステンシルは前記導電性素子の少なくとも一部の上に重なり、該少なくとも一部を露出させる複数の開口部を有し、該開口部は前記基板の上方の第１の高さに位置決めされるそれぞれのエッジを画定し、前記ワイヤセグメントは、前記ステンシル開口部の前記エッジに対する前記ワイヤの横方向への移動によって切断される、実施形態１に記載の方法。
［実施形態１５］
超小型電子パッケージを作製する方法であって、
ａ）第１の表面と、該第１の表面から離れた第２の表面とを有する基板と、前記基板の前記第１の表面に実装される超小型電子素子と、前記第１の表面において露出する複数の導電性素子とを含む処理中ユニットの上にステンシルを位置決めするステップであって、前記導電性素子のうちの少なくとも幾つかは前記超小型電子素子に電気的に接続され、前記ステンシルは、前記導電性素子の少なくとも一部の上に重なり、該少なくとも一部を露出させる複数の開口部を有し、該開口部は前記基板の上方の第１の高さに位置決めされるそれぞれのエッジを画定する、位置決めするステップと、
ｂ）所定の長さを有する金属ワイヤセグメントをボンディングツールのキャピラリから送り出すことと、前記ワイヤセグメントの一部分を前記導電性素子のうちの１つに接合し、ワイヤボンドのベースを形成することと、前記ステンシル開口部の前記エッジに対して前記ワイヤを横方向に移動することにより、前記ワイヤセグメントを剪断して、前記ワイヤボンドを前記ワイヤセグメントの残りの部分から分離し、前記ワイヤボンド上の端面を画定することとを含むプロセスによって、前記ワイヤボンドを形成するステップであって、前記ワイヤボンドは前記ベースと前記端面との間に延在するエッジ面を画定する、形成するステップと、
ｃ）ステップ（ｂ）を繰り返すステップであって、複数の前記導電性素子上に複数のワイヤボンドを形成する、繰り返すステップと、
を含む、超小型電子パッケージを作製する方法。
［実施形態１６］
前記処理中ユニット上に誘電体封止層を形成するステップを更に含み、前記封止層は、前記第１の表面と、前記ワイヤボンドの一部分とを少なくとも部分的に被覆するように形成され、それにより、前記封止層によって被覆されない前記ワイヤボンドの前記端面又は前記エッジ面のうちの少なくとも一方の一部分によって、前記ワイヤボンドの封止されない部分が画定される、実施形態１５に記載の方法。
［実施形態１７］
前記キャピラリの面を越えて延在する前記ワイヤセグメントの残りの部分は、後続のワイヤボンドの少なくともベースを形成するのに十分な長さからなる、実施形態１５に記載の方法。
［実施形態１８］
前記ステンシルは、前記穴のうちの１つの穴の軸の方向において厚みを画定し、前記穴のうちの少なくとも幾つかは前記ステンシルの厚みを通して一貫した直径からなる、実施形態１５に記載の方法。
［実施形態１９］
前記ステンシルは前記穴のうちの１つの穴の軸の方向において厚みを画定し、前記穴のうちの少なくとも幾つかは、前記エッジ付近の小さな直径から、前記エッジと前記基板との間の場所における大きな直径までテーパを付けられる、実施形態１５に記載の方法。
［実施形態２０］
前記ステンシルは、前記基板の１つ又は複数のエッジに沿って延在する前記基板の厚みの方向において第１の厚みを有するエッジ部材であって、前記第１の厚みは前記第１の高さを画定する、エッジ部材と、前記穴を含み、前記エッジ部材によって囲まれる中央部分であって、該中央部分は前記基板から離れて面する外面を有し、該外面は前記第１の高さに配置され、該中央部分は前記第１の厚みより薄い厚みを更に有する、中央部分とを含む、実施形態１５に記載の方法。
［実施形態２１］
超小型電子パッケージを作製する方法であって、
ａ）金属ワイヤをボンディングツールのキャピラリを通して送り出すステップと、
ｂ）前記ボンディングツールを使用するステップであって、前記金属ワイヤの一部分を基板の第１の表面において露出する導電性素子に結合し、それにより、前記導電性素子にワイヤボンドのベースを形成する、使用するステップと、
ｃ）前記ワイヤの一部分を前記ボンディングツール内に固定するステップと、
ｄ）前記キャピラリ内の前記金属ワイヤを前記固定された部分と前記ベースとの間の場所において切断するステップであって、前記ワイヤボンドの前記ベースから所定の距離において前記ワイヤボンドの端面を少なくとも部分的に画定する、切断するステップと、
を含む、超小型電子パッケージを作製する方法。
［実施形態２２］
ｅ）ステップ（ａ）〜（ｄ）を繰り返すステップであって、前記基板の複数の導電性素子への複数のワイヤボンドを形成する、繰り返すステップと、
ｆ）その後、前記基板の前記第１の表面の上に重なる誘電体封止層を形成するステップであって、前記封止層は、前記基板の前記第１の表面と、前記ワイヤボンドの一部分とを少なくとも部分的に被覆するように形成され、それにより、前記封止層によって被覆されない前記端面及び前記ワイヤポッドの前記ベースと前記端面との間に延在するエッジ面のうちの少なくとも一方の一部分によって、前記ワイヤボンドの封止されない部分が画定される、形成するステップと、
を更に含む、実施形態２１に記載の方法。
［実施形態２３］
前記金属ワイヤは部分的にのみ切込みを入れられ、前記ボンディングツールは、前記ワイヤの前記部分が固定されたまま、前記基板の前記第一の表面から遠ざけられ、それにより、前記ワイヤが前記切込みの場所において断線し、前記端面は前記切込み及び前記断線によって形成される、実施形態２１に記載の方法。
［実施形態２４］
前記切込みは、前記ベースと前記端面との間に延在する前記ワイヤボンドのエッジ面に対して実質的に垂直な方向において前記金属ワイヤを完全に貫通して作製され、前記ワイヤボンドの前記端面は前記切込みによって形成される、実施形態２１に記載の方法。
［実施形態２５］
少なくとも１つの超小型電子素子が前記基板の前記第１の表面の上に重なり、前記基板は第１の領域及び第２の領域を有し、前記超小型電子素子は前記第１の領域内に位置し、前記導電性素子は前記第２の領域内に位置し、前記少なくとも１つの超小型電子素子に電気的に接続され、前記誘電体封止層は、少なくとも前記基板の前記第２の領域において該基板の前記第１の表面の上に重なるように形成される、実施形態２２に記載の方法。
［実施形態２６］
前記パッケージは、前記ワイヤボンドのうちの第１のワイヤボンドが第１の信号電位を搬送するようになっており、前記ワイヤボンドのうちの第２のワイヤボンドが前記第１の信号電位とは異なる第２の信号電位を同時に搬送するようになっているように構成される、実施形態２５に記載の方法。
［実施形態２７］
前記金属ワイヤは前記ボンディングツール上に取り付けられるレーザを用いて切断される、実施形態２１に記載の方法。
［実施形態２８］
前記金属ワイヤは、前記キャピラリ内に延在する切断エッジを用いて切断される、実施形態２１に記載の方法。
［実施形態２９］
前記切断エッジは、前記キャピラリの壁に向かう方向に延在する、実施形態２８に記載の方法。
［実施形態３０］
前記キャピラリは、前記ワイヤが送り出される際に通る該キャピラリの面を画定し、前記金属ワイヤは、反対に位置する第１の切断エッジ及び第２の切断エッジを有する切断器具を用いて切断され、前記切断器具は、前記キャピラリ内の前記ワイヤを切断するように前記ボンディングツール上に取り付けられる、実施形態２１に記載の方法。
［実施形態３１］
超小型電子パッケージを作製する方法であって、
ａ）処理中ユニットの基板に関連付けられる構造の表面を設けるステップであって、前記基板は、第１の表面と、該第１の表面から離れた第２の表面とを有し、複数の導電性素子が前記第１の表面において露出し、前記構造は、前記導電性素子の少なくとも一部の上に重なり、該少なくとも一部を露出させる複数の開口部を有する、設けるステップと、
ｂ）金属ワイヤをボンディングツールのキャピラリを通して送り出すことと、前記ワイヤの一部分を前記導電性素子のうちの１つに接合し、ワイヤボンドのベースを形成することと、前記ワイヤボンドの前記ベースに対して前記ボンディングツールを移動し、前記ワイヤボンドのための所定の長さの前記ワイヤを設けることと、前記構造の前記基板に対する前記ボンディングツールの移動を通して、前記ワイヤボンドを前記ワイヤの残りの部分から分離し、前記ワイヤボンドの前記ベースから離れた前記ワイヤボンドの自由端を画定することとを含むプロセスによって、前記ワイヤボンドを形成するステップと、
を含む、超小型電子パッケージを作製する方法。
［実施形態３２］
前記構造は、取外し可能ステンシルである、実施形態３１に記載の方法。
［実施形態３３］
前記構造は前記基板の前記第１の表面の上に位置決めされる、実施形態３１に記載の方法。
［実施形態３４］
前記構造の前記表面は前記開口部のうちの少なくとも１つにおいてエッジを含み、前記ワイヤは、前記ワイヤボンドが前記ワイヤから分離されるまで、前記エッジに対して前記ワイヤを移動することによって剪断される、実施形態３１に記載の方法。
［実施形態３５］
前記基板の前記第１の表面に超小型電子素子が実装され、前記導電性素子の少なくとも幾つかは前記超小型電子素子に電気的に接続される、実施形態３１に記載の方法。
［実施形態３６］
ｃ）ステップ（ｂ）を繰り返すステップであって、複数の前記導電性素子上に複数のワイヤボンドを形成する、繰り返すステップを更に含む、実施形態３１に記載の方法。
［実施形態３７］
前記処理中ユニット上に誘電体封止層を形成するステップを更に含み、前記封止層は、前記第１の表面と、前記ワイヤボンドの一部分とを少なくとも部分的に被覆するように形成され、それにより、前記封止層によって被覆されない前記自由端又は前記ワイヤボンドの前記ベースと前記端面との間に延在するエッジ面のうちの少なくとも一方の一部分によって、前記ワイヤボンドの封止されない部分が画定される、実施形態３６に記載の方法。
［実施形態３８］
前記キャピラリの面を越えて延在する前記ワイヤの残りの部分は、後続のワイヤボンドの少なくともベースを形成するのに十分な長さからなる、実施形態３１に記載の方法。
［実施形態３９］
前記構造は前記開口部のうちの１つの開口部の軸の方向において厚みを画定し、前記開口部のうちの少なくとも幾つかは前記構造の前記厚みを通して一貫した直径からなる、実施形態３１に記載の方法。
［実施形態４０］
前記構造は前記開口部のうちの１つの開口部の軸の方向において厚みを画定し、前記開口部のうちの少なくとも幾つかは、前記基板の上方の第１の高さに位置決めされる前記構造の前記表面のエッジ付近の小さな直径から、前記エッジと前記基板との間の場所における大きな直径までテーパを付けられる、実施形態３１に記載の方法。
［実施形態４１］
前記構造は、前記基板の１つ又は複数のエッジに沿って延在する前記基板の厚みの方向において第１の厚みを有するエッジ部材であって、前記第１の厚みは、前記構造の前記表面のエッジが前記基板の上方に位置決めされる第１の高さを画定する、エッジ部材と、前記開口部を含み、前記エッジ部材によって囲まれる中央部分とであって、該中央部分は前記基板から離れて面する外面を有し、該外面は前記第１の高さに配置され、該中央部分は前記第１の厚みより薄い厚みを更に有する、中央部分とを含む、実施形態３１に記載の方法。

Claims (5)

  1. 超小型電子パッケージを作製する方法であって、
    ａ）所定の長さを有する金属ワイヤセグメントをボンディングツールのキャピラリから送り出すステップと、
    ｂ）前記ボンディングツールを使用するステップであって、前記金属ワイヤの一部分を基板の第１の表面において露出する導電性素子に結合し、それにより、前記導電性素子上にワイヤボンドのベースを形成する、使用するステップと、
    ｃ）前記ワイヤの一部分を前記ボンディングツール内に固定するステップと、
    ｄ）前記固定された部分と前記ベースとの間の場所において前記金属ワイヤを切断するステップであって、前記ワイヤボンドの端面を少なくとも部分的に画定し、前記ベースと前記端面との間に前記ワイヤボンドのエッジ面が画定される、切断するステップと、
    ｅ）ステップ（ａ）〜ステップ（ｄ）を繰り返すステップであって、前記基板の複数の前記導電性素子への複数のワイヤボンドを形成する、繰り返すステップと、
    ｆ）その後、前記基板の前記表面の上に重なる誘電体封止層を形成するステップであって、前記封止層は、前記基板の前記表面及び前記ワイヤボンドの一部分を少なくとも部分的に被覆するように形成され、それにより、前記封止層によって被覆されない前記ワイヤボンドの端面又はエッジ面のうちの少なくとも一方の一部分によって、前記ワイヤボンドの封止されない部分が画定される、形成するステップと、
    を含み、
    前記金属ワイヤセグメントは前記ボンディングツール上に取り付けられるレーザを用いて切断され、
    前記ボンディングツールはキャピラリを含み、該キャピラリは前記ワイヤボンドが送り出される際に通る該キャピラリの面を画定し、前記キャピラリは該キャピラリの側壁内に形成される開口部を含み、前記レーザは、前記開口部を通して、前記キャピラリ内に位置決めされる前記ワイヤセグメントの場所に切断ビームを誘導するように、前記ボンディングツール上に取り付けられる、超小型電子パッケージを作製する方法。
  2. 前記レーザはＣＯ２、Ｎｄ：ＹＡＧ又はＣｕ蒸気レーザのうちの１つである、請求項１に記載の方法。
  3. 前記金属ワイヤは部分的にのみ切込みを入れられ、前記ボンディングツールは、前記ワイヤの前記部分が固定されたまま、前記基板の前記表面から遠ざけられ、それにより、前記ワイヤが前記切込みの場所において断線し、前記端面は前記切込み及び前記断線によって形成される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記金属ワイヤは、前記ワイヤボンドの前記エッジ面に対して実質的に垂直な方向において前記ワイヤセグメントを完全に貫通して切断され、前記ワイヤボンドの前記端面は前記切断によって形成される、請求項１に記載の方法。
  5. 超小型電子パッケージを作製する方法であって、
    ａ）金属ワイヤをボンディングツールのキャピラリを通して送り出すステップと、
    ｂ）前記ボンディングツールを使用するステップであって、前記金属ワイヤの一部分を基板の第１の表面において露出する導電性素子に結合し、それにより、前記導電性素子にワイヤボンドのベースを形成する、使用するステップと、
    ｃ）前記ワイヤの一部分を前記ボンディングツール内に固定するステップと、
    ｄ）前記キャピラリ内の前記金属ワイヤを前記固定された部分と前記ベースとの間の場所において切断するステップであって、前記ワイヤボンドの前記ベースから所定の距離において前記ワイヤボンドの端面を少なくとも部分的に画定し、前記金属ワイヤは前記ボンディングツール上に取り付けられるレーザを用いて切断され、該レーザの切断ビームは前記キャピラリの壁の開口部を通って、前記キャピラリ内に及び前記キャピラリ内の前記金属ワイヤに達する、切断するステップと、
    を含む、超小型電子パッケージを作製する方法。
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