JPH11330295A - 集積回路アッセンブリおよび集積回路アッセンブリを形成する方法 - Google Patents
集積回路アッセンブリおよび集積回路アッセンブリを形成する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バイアホールの金属化による集積チップと基
板との接続の実現。 【解決手段】 集積回路アッセンブリは、バイアホール
を有し電気導電性物質がバイアホールの側壁に堆積する
誘電体基板と、第1およひ第2の表面と第1の表面に形
成される電気導電性トレースとを有する誘電体基板と、
第1の表面とこの上に入力/出力端子パッドとを有する
集積回路チップと、無電解メッキできるよう活性化され
る集積回路チップのバイアホールおよび入出力端子パッ
ドの側壁上の物質と、端子パッドがバイアホールにより
第1の表面に露出されるよう集積回路チップを誘電体基
板に付ける手段と、バイアホールの側壁および集積回路
チップの端子パッド上に適用される無電解メッキと、集
積回路チップとトレースの少なくとも1つとの間で電気
接続するよう接合する無電解メッキ部とを備える。
板との接続の実現。 【解決手段】 集積回路アッセンブリは、バイアホール
を有し電気導電性物質がバイアホールの側壁に堆積する
誘電体基板と、第1およひ第2の表面と第1の表面に形
成される電気導電性トレースとを有する誘電体基板と、
第1の表面とこの上に入力/出力端子パッドとを有する
集積回路チップと、無電解メッキできるよう活性化され
る集積回路チップのバイアホールおよび入出力端子パッ
ドの側壁上の物質と、端子パッドがバイアホールにより
第1の表面に露出されるよう集積回路チップを誘電体基
板に付ける手段と、バイアホールの側壁および集積回路
チップの端子パッド上に適用される無電解メッキと、集
積回路チップとトレースの少なくとも1つとの間で電気
接続するよう接合する無電解メッキ部とを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に集積回路ア
ッセンブリ、特に、基板回路、プリント回路ボード、相
互接続構成要素に対する集積回路の電気的な接続に関す
る。特に明確には、本発明は、バイアホール(via hole)
が直接金属化すること(direct metallization)によって
集積回路の入力/出力端子パッドに電気的かつ機械的に
接続されているような単一あるいは多層基板を有するフ
リップチップアッセンブリのアッセンブリ方法および機
器に関する。
ッセンブリ、特に、基板回路、プリント回路ボード、相
互接続構成要素に対する集積回路の電気的な接続に関す
る。特に明確には、本発明は、バイアホール(via hole)
が直接金属化すること(direct metallization)によって
集積回路の入力/出力端子パッドに電気的かつ機械的に
接続されているような単一あるいは多層基板を有するフ
リップチップアッセンブリのアッセンブリ方法および機
器に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の半導体パッケージングの進歩によ
りその技術はますます重要な役割を担っている。より多
くの導線がチップ毎に必要であるとすると、入力/出力
端子のピッチをより一層小さくしダイを縮小しさらにパ
ッケージをフットプリントにすることが必要とされ、ま
た、より多くの熱を発生するような高い動作周波数によ
り、さらに進歩した熱拡散のための設計が必要とされる
というような新しい要求が生じている。これらの要求に
加えて、さらに切迫した電気に関する要求では、実装に
よっては解決できない。このような考慮が全てなされ、
通常通り、パッケージングを半導体製造の食物連鎖に加
えるためのコストについても考慮されるべきである。
りその技術はますます重要な役割を担っている。より多
くの導線がチップ毎に必要であるとすると、入力/出力
端子のピッチをより一層小さくしダイを縮小しさらにパ
ッケージをフットプリントにすることが必要とされ、ま
た、より多くの熱を発生するような高い動作周波数によ
り、さらに進歩した熱拡散のための設計が必要とされる
というような新しい要求が生じている。これらの要求に
加えて、さらに切迫した電気に関する要求では、実装に
よっては解決できない。このような考慮が全てなされ、
通常通り、パッケージングを半導体製造の食物連鎖に加
えるためのコストについても考慮されるべきである。
【0003】従来より、集積回路に使われる3つの主な
チップレベル接続技術が存在するが、それはすなわち、
集積回路をリードフレームまたは基板回路に、電気的あ
るいは機械的に接続するための、ワイヤボンディング、
テープ自動ボンディング(TAB:tape automated bondin
g)、およびフリップチップ(FC)である。ワイヤボン
ディングは、その成熟度およびコスト効果から、半導体
産業において非常に幅広く適用されている技術である。
しかしこのプロセスは、半導体チップのボンディングパ
ッドと適当な相互接続点との間で、たった1度だけ実行
することができる。さらに、デバイスの動作周波数はな
おも増加し続けており、電源とアースにおける誘導性の
ノイズおよび信号導線間の混信を最小にするために、相
互接続の長さをより短くする必要がある。このような方
法の例は、Kamezos 他の米国特許USP 5,397,921 号に開
示されている。
チップレベル接続技術が存在するが、それはすなわち、
集積回路をリードフレームまたは基板回路に、電気的あ
るいは機械的に接続するための、ワイヤボンディング、
テープ自動ボンディング(TAB:tape automated bondin
g)、およびフリップチップ(FC)である。ワイヤボン
ディングは、その成熟度およびコスト効果から、半導体
産業において非常に幅広く適用されている技術である。
しかしこのプロセスは、半導体チップのボンディングパ
ッドと適当な相互接続点との間で、たった1度だけ実行
することができる。さらに、デバイスの動作周波数はな
おも増加し続けており、電源とアースにおける誘導性の
ノイズおよび信号導線間の混信を最小にするために、相
互接続の長さをより短くする必要がある。このような方
法の例は、Kamezos 他の米国特許USP 5,397,921 号に開
示されている。
【0004】フリップチップ技術は、ハンダ、金、ある
いは有機性の導電性のある接着バンプのような、いくつ
かの種類の接合アンカー(contact anchor)によって相互
接続基板に面しているアクティブな側を有するパッケー
ジングされていない半導体チップの実装として定義され
る。フリップチップ技術の主な利点は、短い相互接続で
あり、したがってそれにより高速の信号あるいは高周波
数の信号を取り扱うことができる。インダクタンスのよ
うな非励振素子は本質的には存在しない。信号伝播の遅
延が大幅に削減されるだけでなく、波形歪みのほとんど
もまた取り除かれる。またフリップチップにより、小さ
なダイのサイズへのペリメータ相互接続(perimeter int
erconnect)よりもより多くのI/Oを提供するアレイの
相互接続のレイアウトができる。さらに、余分なパッケ
ージングがされず、少ない回路ボードスペースで済むの
で、最小のマウントの領域および重量が必要であり、相
対的なコストの節約になる。このような方法の例は、Ca
sson他の米国特許USP 5,261,593 号に開示されている。
いは有機性の導電性のある接着バンプのような、いくつ
かの種類の接合アンカー(contact anchor)によって相互
接続基板に面しているアクティブな側を有するパッケー
ジングされていない半導体チップの実装として定義され
る。フリップチップ技術の主な利点は、短い相互接続で
あり、したがってそれにより高速の信号あるいは高周波
数の信号を取り扱うことができる。インダクタンスのよ
うな非励振素子は本質的には存在しない。信号伝播の遅
延が大幅に削減されるだけでなく、波形歪みのほとんど
もまた取り除かれる。またフリップチップにより、小さ
なダイのサイズへのペリメータ相互接続(perimeter int
erconnect)よりもより多くのI/Oを提供するアレイの
相互接続のレイアウトができる。さらに、余分なパッケ
ージングがされず、少ない回路ボードスペースで済むの
で、最小のマウントの領域および重量が必要であり、相
対的なコストの節約になる。このような方法の例は、Ca
sson他の米国特許USP 5,261,593 号に開示されている。
【0005】図1は、従来技術のフリップチップアッセ
ンブリの横断面図であり、ここでは集積回路チップ101
は、電気導電性バンプ103 によって基板102 につけられ
ている。このバンプ103 は、チップ上に形成されたボン
ドパッド104 のうちの選ばれた1つと基板102 の表面上
に形成された導電性トレース105 のうちの特定の1つと
の間で電気的な接続をする。このトレース105 は、基板
102 内に形成されるバイアホール107 によって基板のも
う一方の側にさらに伸びるようになっている。誘電体基
板の構造において、バイアホールは、基板の回路の2つ
または複数の層を接続する方法である。それにより完成
した基板の両側をリンクできるが、内側の1つの層また
は複数の層に対して1つの側をリンクを介して見えなく
し、ボードの表面上に見えないように内側の層をリンク
を介して埋設する。このバイア(via) は一般に無電解メ
ッキおよび電気メッキによって側壁上に銅で金属化され
る。えぐられた物質(underfilled material)106 は、一
般に、集積チップ101 と基板102 との間の温度特性の不
一致に起因するストレスを取り除くために、集積回路チ
ップ101 と基板102 との間に適用される。基板の上部に
形成された導電性トレース105 は、ホールおよびバイア
から特定の接触パットあるいはボール108 へ伸び、それ
によって外部回路と接続する。
ンブリの横断面図であり、ここでは集積回路チップ101
は、電気導電性バンプ103 によって基板102 につけられ
ている。このバンプ103 は、チップ上に形成されたボン
ドパッド104 のうちの選ばれた1つと基板102 の表面上
に形成された導電性トレース105 のうちの特定の1つと
の間で電気的な接続をする。このトレース105 は、基板
102 内に形成されるバイアホール107 によって基板のも
う一方の側にさらに伸びるようになっている。誘電体基
板の構造において、バイアホールは、基板の回路の2つ
または複数の層を接続する方法である。それにより完成
した基板の両側をリンクできるが、内側の1つの層また
は複数の層に対して1つの側をリンクを介して見えなく
し、ボードの表面上に見えないように内側の層をリンク
を介して埋設する。このバイア(via) は一般に無電解メ
ッキおよび電気メッキによって側壁上に銅で金属化され
る。えぐられた物質(underfilled material)106 は、一
般に、集積チップ101 と基板102 との間の温度特性の不
一致に起因するストレスを取り除くために、集積回路チ
ップ101 と基板102 との間に適用される。基板の上部に
形成された導電性トレース105 は、ホールおよびバイア
から特定の接触パットあるいはボール108 へ伸び、それ
によって外部回路と接続する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】フリップチップ技術は
ワイヤボンディングに非常に大きな利点があるにもかか
わらず、そのコストおよび技術的限界が重要な位置を占
めている。まず第1に、フリップチップ技術は、集積回
路チップと基板回路との間の電気的接続としての役割を
果たすために、突起した接合アンカーおよびバンプの形
成への取り組みに直面しなければならない。したがって
種々のバンプのプロセスが発達している。これは、接着
および拡散バリアとしての役割を果たす中間アンダーバ
ンプ層システム(intermediate under-bump layer syste
m)の真空蒸着を含む。このバリア層は、クロム/銅/金
の構造でもよいような膜の積み重ねから構成される。ハ
ンダのようなバンプ物質は、その後、蒸着、スパッタリ
ング、電気メッキ、ハンダ噴出(solder jetting)、ある
いはペーストプリント(paste printing)のような方法に
よって、中間層上に蒸着され、ハンダ接点を形成するた
めのリフローステップが続く。
ワイヤボンディングに非常に大きな利点があるにもかか
わらず、そのコストおよび技術的限界が重要な位置を占
めている。まず第1に、フリップチップ技術は、集積回
路チップと基板回路との間の電気的接続としての役割を
果たすために、突起した接合アンカーおよびバンプの形
成への取り組みに直面しなければならない。したがって
種々のバンプのプロセスが発達している。これは、接着
および拡散バリアとしての役割を果たす中間アンダーバ
ンプ層システム(intermediate under-bump layer syste
m)の真空蒸着を含む。このバリア層は、クロム/銅/金
の構造でもよいような膜の積み重ねから構成される。ハ
ンダのようなバンプ物質は、その後、蒸着、スパッタリ
ング、電気メッキ、ハンダ噴出(solder jetting)、ある
いはペーストプリント(paste printing)のような方法に
よって、中間層上に蒸着され、ハンダ接点を形成するた
めのリフローステップが続く。
【0007】無電解メッキを利用するバンプ物質だけで
はなく中間アンダーバンプバリア層の製造技術もまた公
知である。このやり方では、図2に示されるように、ま
ず、集積チップ200 の入力/出力端子パッド201 が触媒
溶液によって活性化されるが、この触媒溶液は、化学反
応によってパッドの材質を選択的に活性化し触媒層202
を形成するものである。この薄い触媒層202 は一般に亜
鉛またはパラジウムの元素から構成される。その後無電
解メッキが実行されると、ニッケル、金、パラジウムあ
るいはそれらのアロイのような物質は、バンプ203 を形
成するために、選択的に開始され、パッド上に連続的に
堆積させる。上述のような無電解メッキプロセスでは、
ニッケルメッキ溶液の還元剤として次リン酸塩あるいは
水素化ホウ素が共通に使われる。無電解メッキのバンプ
は突起した接合アンカーを提供するだけではなく、拡散
隔膜やシーリング用途としての役割を果たす。ハンダ、
導電性接着剤、あるいはポリマーのような接点物質は、
その後、ハンダ浸漬(solder dipping)、ハンダ噴出、蒸
着、スクリーン印刷あるいは調合のような技術によって
このバンプ上に塗られる。このような方法の例は、Lin
他の米国特許USP 5,583,073 号に開示されている。
はなく中間アンダーバンプバリア層の製造技術もまた公
知である。このやり方では、図2に示されるように、ま
ず、集積チップ200 の入力/出力端子パッド201 が触媒
溶液によって活性化されるが、この触媒溶液は、化学反
応によってパッドの材質を選択的に活性化し触媒層202
を形成するものである。この薄い触媒層202 は一般に亜
鉛またはパラジウムの元素から構成される。その後無電
解メッキが実行されると、ニッケル、金、パラジウムあ
るいはそれらのアロイのような物質は、バンプ203 を形
成するために、選択的に開始され、パッド上に連続的に
堆積させる。上述のような無電解メッキプロセスでは、
ニッケルメッキ溶液の還元剤として次リン酸塩あるいは
水素化ホウ素が共通に使われる。無電解メッキのバンプ
は突起した接合アンカーを提供するだけではなく、拡散
隔膜やシーリング用途としての役割を果たす。ハンダ、
導電性接着剤、あるいはポリマーのような接点物質は、
その後、ハンダ浸漬(solder dipping)、ハンダ噴出、蒸
着、スクリーン印刷あるいは調合のような技術によって
このバンプ上に塗られる。このような方法の例は、Lin
他の米国特許USP 5,583,073 号に開示されている。
【0008】無電解技術は、アンダーバンプバリア層に
対する経済的かつ簡単かつ効果的な方法であるが、ハン
ダや接着剤のような接点物質はアッセンブリングに必要
である。ハンダ浸漬あるいはバンプ上へのハンダペース
トのスクリーン印刷について調査されているが、ハンダ
橋絡制御(soder bridging control)および金属バンプ上
へのハンダの不均質な蒸着のため、非常に限定された成
果とどまっている。このプロセスはとても厄介である。
というのは、入力/出力端子パッドのスペースがいまだ
にどんどん小さくなっているので、貧弱なプロセス制御
に苦慮しているのである。更なる問題点は、スズ/鉛の
ハンダのシステムの電気抵抗が時間中ずっと増加してい
るという点である。さらに、ハンダ接触は、熱加工の圧
力の下では簡単に疲労してしまう。
対する経済的かつ簡単かつ効果的な方法であるが、ハン
ダや接着剤のような接点物質はアッセンブリングに必要
である。ハンダ浸漬あるいはバンプ上へのハンダペース
トのスクリーン印刷について調査されているが、ハンダ
橋絡制御(soder bridging control)および金属バンプ上
へのハンダの不均質な蒸着のため、非常に限定された成
果とどまっている。このプロセスはとても厄介である。
というのは、入力/出力端子パッドのスペースがいまだ
にどんどん小さくなっているので、貧弱なプロセス制御
に苦慮しているのである。更なる問題点は、スズ/鉛の
ハンダのシステムの電気抵抗が時間中ずっと増加してい
るという点である。さらに、ハンダ接触は、熱加工の圧
力の下では簡単に疲労してしまう。
【0009】導電性接着剤をハンダ接合に代わるものと
して利用するという有機接触もまた、Chillaraの米国特
許USP 5,627,405 号に開示されている。一般的に言っ
て、導電フィルタをポリマー接合剤に加えることによっ
てできる導電性接着剤は、環境への適合性や低温処理能
力や微細なピッチなどのハンダ付けに関して多くの技術
的利点を持ち、プロセスを簡単化する。しかしこのタイ
プの接着剤は、古い意味での金属インターフェース(met
allurgical interface) を普通に形成するわけではな
い。基本的な電気経路は、相互に接触して構成要素の2
つの接点面に広がるような接着剤の導電性粒子による。
ある環境の下で、この相互接続システムは、ポリマーに
湿気が浸透することによって、導電する金属粒子を腐食
し酸化して不安定な電気接点になるかもしれない問題が
あり得る。さらに接合を失敗すると、金属部分の変質だ
けではなくポリマーマトリックスの変質をも引き起こす
可能性がある。電気的性能および機械的性能は互いに独
立しているので、機械性能が良好であるからといって、
電気的に完全である状態を保証するものではない。
して利用するという有機接触もまた、Chillaraの米国特
許USP 5,627,405 号に開示されている。一般的に言っ
て、導電フィルタをポリマー接合剤に加えることによっ
てできる導電性接着剤は、環境への適合性や低温処理能
力や微細なピッチなどのハンダ付けに関して多くの技術
的利点を持ち、プロセスを簡単化する。しかしこのタイ
プの接着剤は、古い意味での金属インターフェース(met
allurgical interface) を普通に形成するわけではな
い。基本的な電気経路は、相互に接触して構成要素の2
つの接点面に広がるような接着剤の導電性粒子による。
ある環境の下で、この相互接続システムは、ポリマーに
湿気が浸透することによって、導電する金属粒子を腐食
し酸化して不安定な電気接点になるかもしれない問題が
あり得る。さらに接合を失敗すると、金属部分の変質だ
けではなくポリマーマトリックスの変質をも引き起こす
可能性がある。電気的性能および機械的性能は互いに独
立しているので、機械性能が良好であるからといって、
電気的に完全である状態を保証するものではない。
【0010】一般に入手できる集積回路のアッセンブリ
ング方法の限界を考慮して、集積回路を外部回路に相互
接続する、高性能で信頼性があり経済的である方法が大
いに望まれる。
ング方法の限界を考慮して、集積回路を外部回路に相互
接続する、高性能で信頼性があり経済的である方法が大
いに望まれる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、フリッ
プチップアッセンブリは、高密度かつ低コストかつ高性
能である必要のある電子製品を取り扱うために提供され
る。このフリップチップアッセンブリは、バンプ、ワイ
ヤボンドあるいは他の媒体を必要とせずに、バイアホー
ルおよびボンドパッドを直接金属化することによって、
集積回路を基板回路に相互接続することを伴う。
プチップアッセンブリは、高密度かつ低コストかつ高性
能である必要のある電子製品を取り扱うために提供され
る。このフリップチップアッセンブリは、バンプ、ワイ
ヤボンドあるいは他の媒体を必要とせずに、バイアホー
ルおよびボンドパッドを直接金属化することによって、
集積回路を基板回路に相互接続することを伴う。
【0012】本発明により上記のことを達するために、
アッセンブリは、複数の電気導電性回路を有する強固ま
たは柔軟な誘電体基板と、複数の入力/出力端子パッド
を有するような1つあるいはそれより多い集積回路チッ
プと、集積回路チップのそれぞれのパッドを有する基板
のそれぞれのトレースを電気的に接続するため誘電体基
板に形成される複数のバイアホールとを有する。集積回
路チップおよび誘電体基板の表面は、実質的に相互に平
行な平面に構成され得る。接点の方向付け(orientatio
n) は、誘電体基板におけるバイアホールが集積回路チ
ップのパッドの上部にアライメントされるというやり方
により、それによってこれらパッドを基板の向かい合う
側によって全体的あるいは部分的に露出できるようにな
る。アライメントの後、接続ステップは、機械的あるい
は化学的な技術によって誘電体基板へ集積回路を取り付
けるステップを有してもよく、それによりアッセンブリ
を形成する。その後、電気導電性物質が、チップと誘電
体回路のトレースとの間で電気的および機械的接続をす
るために、集積回路の入力/出力パッドの表面上の他に
バイアホールに堆積される。バイアホールを端子パッド
に接続した後、チップおよび基板の取り付けに採用する
機械的および化学的手段は、これら接続はまた機械的な
サポートをするので、省くことができ、あるいはアッセ
ンブリの必須部分はそのままにできる。
アッセンブリは、複数の電気導電性回路を有する強固ま
たは柔軟な誘電体基板と、複数の入力/出力端子パッド
を有するような1つあるいはそれより多い集積回路チッ
プと、集積回路チップのそれぞれのパッドを有する基板
のそれぞれのトレースを電気的に接続するため誘電体基
板に形成される複数のバイアホールとを有する。集積回
路チップおよび誘電体基板の表面は、実質的に相互に平
行な平面に構成され得る。接点の方向付け(orientatio
n) は、誘電体基板におけるバイアホールが集積回路チ
ップのパッドの上部にアライメントされるというやり方
により、それによってこれらパッドを基板の向かい合う
側によって全体的あるいは部分的に露出できるようにな
る。アライメントの後、接続ステップは、機械的あるい
は化学的な技術によって誘電体基板へ集積回路を取り付
けるステップを有してもよく、それによりアッセンブリ
を形成する。その後、電気導電性物質が、チップと誘電
体回路のトレースとの間で電気的および機械的接続をす
るために、集積回路の入力/出力パッドの表面上の他に
バイアホールに堆積される。バイアホールを端子パッド
に接続した後、チップおよび基板の取り付けに採用する
機械的および化学的手段は、これら接続はまた機械的な
サポートをするので、省くことができ、あるいはアッセ
ンブリの必須部分はそのままにできる。
【0013】本発明の方法の態様では、接続方法は無電
解メッキによる。無電解メッキが開始され、集積チップ
の入力/出力端子パッドの他にバイアホール上にも、
銅、ニッケル、パラジウム、金およびそれらのアロイの
ような電気導電性物質を連続的に堆積させる。メッキの
プロセスが続くと、バイアホールの側壁および端子パッ
ドの金属表面が拡大し相互に接触し最終的には共に接合
して集積部分になる。同時に無電解メッキされた接合面
は、集積チップと誘電体回路との電気的および機械的な
接続のための効果的な手段となる。
解メッキによる。無電解メッキが開始され、集積チップ
の入力/出力端子パッドの他にバイアホール上にも、
銅、ニッケル、パラジウム、金およびそれらのアロイの
ような電気導電性物質を連続的に堆積させる。メッキの
プロセスが続くと、バイアホールの側壁および端子パッ
ドの金属表面が拡大し相互に接触し最終的には共に接合
して集積部分になる。同時に無電解メッキされた接合面
は、集積チップと誘電体回路との電気的および機械的な
接続のための効果的な手段となる。
【0014】本発明の他の方法の態様では、接続方法は
電気化学メッキの形式を取ってもよい。この方法では、
誘電体基板における金属化されたバイアホールは、外部
の電力源と接続され、メッキのための一つの電極の役割
を果たす。このメッキ処理は、電気が通じて化学溶液に
さらされる他の領域だけではなくバイアホールの側壁上
にも実行可能である。初期段階では、集積回路チップの
端子パッドは、電気接点がないので電気メッキされな
い。しかし、バイアホールの側壁のメッキ処理が続く
と、金属化している表面が拡大し最終的には接触して端
子パッドに電気を提供し、その後端子パッド上で電気メ
ッキが開始される。この同時に電気メッキする部分は、
その後共に接合し、チップと誘電体回路との間の電気的
および機械的な接続のための効果的な手段となる。
電気化学メッキの形式を取ってもよい。この方法では、
誘電体基板における金属化されたバイアホールは、外部
の電力源と接続され、メッキのための一つの電極の役割
を果たす。このメッキ処理は、電気が通じて化学溶液に
さらされる他の領域だけではなくバイアホールの側壁上
にも実行可能である。初期段階では、集積回路チップの
端子パッドは、電気接点がないので電気メッキされな
い。しかし、バイアホールの側壁のメッキ処理が続く
と、金属化している表面が拡大し最終的には接触して端
子パッドに電気を提供し、その後端子パッド上で電気メ
ッキが開始される。この同時に電気メッキする部分は、
その後共に接合し、チップと誘電体回路との間の電気的
および機械的な接続のための効果的な手段となる。
【0015】本発明のさらなる態様によれば、接続方法
は、ハンダペースト、液体ハンダあるいはハンダ粒子の
形式を取り、これらは、加熱あるいは、レーザや赤外線
のようなある形式のエネルギーを加えた後に集積回路チ
ップの端子およびバイアホールに対してリフローできボ
ンディングできる。この方法では、ハンダペーストおよ
びハンダ粒子は、選択的なプリント、噴出あるいはボー
ル設置技術によってバイアを満たすことができる。加熱
やレーザのような外部エネルギーを添加物に加えるの
で、物質のオリジナルの形状が溶けてその形を変え、接
点領域を拡張し、濡れている表面にくっつき、それによ
って、予備金属化された(premetallized)バイアホール
の壁と集積回路チップの入力/出力端子との間での電気
的および機械的接触のための効果的な手段となる。いく
つかの実施例では、このような入力/出力端子は、ハン
ダのような接合物質による反応のいくつかの形式によっ
て腐食あるいは溶解するような化学侵食をおこすような
傾向が物質にある場合、前処理をして薄い保護層で覆う
べきである。
は、ハンダペースト、液体ハンダあるいはハンダ粒子の
形式を取り、これらは、加熱あるいは、レーザや赤外線
のようなある形式のエネルギーを加えた後に集積回路チ
ップの端子およびバイアホールに対してリフローできボ
ンディングできる。この方法では、ハンダペーストおよ
びハンダ粒子は、選択的なプリント、噴出あるいはボー
ル設置技術によってバイアを満たすことができる。加熱
やレーザのような外部エネルギーを添加物に加えるの
で、物質のオリジナルの形状が溶けてその形を変え、接
点領域を拡張し、濡れている表面にくっつき、それによ
って、予備金属化された(premetallized)バイアホール
の壁と集積回路チップの入力/出力端子との間での電気
的および機械的接触のための効果的な手段となる。いく
つかの実施例では、このような入力/出力端子は、ハン
ダのような接合物質による反応のいくつかの形式によっ
て腐食あるいは溶解するような化学侵食をおこすような
傾向が物質にある場合、前処理をして薄い保護層で覆う
べきである。
【0016】本発明によれば、誘電体回路のバイアホー
ルを、機械ドリル加工、打抜き(punching)、プラズマエ
ッチングあるいはレーザドリル加工を有する種々の技術
によって形成できる。バイアホールは、半導体チップが
実装され、その入力/出力端子パッドがこれらホールに
よって露出されるような、基板の一方の側の電気回路を
表面の向かい側に接続できるような位置で基板に形成さ
れる。
ルを、機械ドリル加工、打抜き(punching)、プラズマエ
ッチングあるいはレーザドリル加工を有する種々の技術
によって形成できる。バイアホールは、半導体チップが
実装され、その入力/出力端子パッドがこれらホールに
よって露出されるような、基板の一方の側の電気回路を
表面の向かい側に接続できるような位置で基板に形成さ
れる。
【0017】本発明によれば、強固な基板の誘電体層
は、有機材料でも無機材料でもよい。有機材料タイプの
基板は、優れた誘電体特性を持ち、コストをより低くす
る目的のときに好適であり、一方で、無機材料タイプの
基板は、高い熱拡散と膨張係数の整合が望まれるとき好
適である。完成した製品が、例えばボール格子のアレイ
(ball grid array) である場合、ハンダボールを回路の
向かい合う側のパッド上に形成できる。この完成したパ
ッケージは、プリントされた回路ボードの表面上のトレ
ースへの取り付けをするためにハンダボールをリフロー
することによって、プリントされた回路ボードに接続で
きる。
は、有機材料でも無機材料でもよい。有機材料タイプの
基板は、優れた誘電体特性を持ち、コストをより低くす
る目的のときに好適であり、一方で、無機材料タイプの
基板は、高い熱拡散と膨張係数の整合が望まれるとき好
適である。完成した製品が、例えばボール格子のアレイ
(ball grid array) である場合、ハンダボールを回路の
向かい合う側のパッド上に形成できる。この完成したパ
ッケージは、プリントされた回路ボードの表面上のトレ
ースへの取り付けをするためにハンダボールをリフロー
することによって、プリントされた回路ボードに接続で
きる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明は、以下によってさらに例
示される。これらの例は、例示を意味するものであり、
本発明を限定するものではなく、本発明の範囲は、添付
された請求項によって規定される。 例1 図3は、本発明によるフリップチップアッセンブリの実
施例を生成するためのプロセスを例示する図である。ま
ず図3(A)を参照すると、複数の入力/出力端子パッド30
2 を有する配線その他が形成されている(図示せず)様
々なタイプのトランジスタにおける集積回路チップ301
が露出されている。始めにこのパッド302 は、表面の酸
化膜を取り除くため、浸漬時間を10分として室温の下
で集積回路チップ301 をリン酸溶液に浸すことによって
洗浄される。次にこのチップは、アルミニウムアロイ端
子302 の表面上に薄い亜鉛膜303 を形成するために、希
釈された触媒溶液であるEnthone の「Alumon EN 」(登
録商標)に摂氏25度で20秒間浸され、続いて集積回路チ
ップ表面上に残留物を残すことのないようにするため徹
底的に蒸留水で洗浄する。
示される。これらの例は、例示を意味するものであり、
本発明を限定するものではなく、本発明の範囲は、添付
された請求項によって規定される。 例1 図3は、本発明によるフリップチップアッセンブリの実
施例を生成するためのプロセスを例示する図である。ま
ず図3(A)を参照すると、複数の入力/出力端子パッド30
2 を有する配線その他が形成されている(図示せず)様
々なタイプのトランジスタにおける集積回路チップ301
が露出されている。始めにこのパッド302 は、表面の酸
化膜を取り除くため、浸漬時間を10分として室温の下
で集積回路チップ301 をリン酸溶液に浸すことによって
洗浄される。次にこのチップは、アルミニウムアロイ端
子302 の表面上に薄い亜鉛膜303 を形成するために、希
釈された触媒溶液であるEnthone の「Alumon EN 」(登
録商標)に摂氏25度で20秒間浸され、続いて集積回路チ
ップ表面上に残留物を残すことのないようにするため徹
底的に蒸留水で洗浄する。
【0019】図3(B)は、集積回路チップに付けられた複
数の電気導電性回路トレース305 を有する両面あるいは
多層の誘電体基板304 を示す図である。基板における1
つの表面上のトレース305 は、誘電体基板304 の複数の
バイアホール306 に伸びる。バイアホールの側壁上の金
属膜307 は、無電解メッキ、スパッタリング、蒸着、あ
るいはこれらの技術の組合せを有する従来技術によって
形成される。これらのホール306 は、集積回路チップ30
1 が基板304 に実装されるときに集積回路チップ301 の
端子パッド302 が全体的にまたは部分的に露出され得る
ように配置される。これらのホール306 は、集積回路チ
ップ301 のそれぞれの端子パッド302 を有する基板304
の表面上のそれぞれのトレース305 に対して、電気的に
接続するチャネルとしての役割を果たす。バイアホール
の側壁上の金属膜は、無電解メッキを容易に開始できる
ようにするため塩化パラジウム溶液(0.05M)に浸
すことによって活性化される。
数の電気導電性回路トレース305 を有する両面あるいは
多層の誘電体基板304 を示す図である。基板における1
つの表面上のトレース305 は、誘電体基板304 の複数の
バイアホール306 に伸びる。バイアホールの側壁上の金
属膜307 は、無電解メッキ、スパッタリング、蒸着、あ
るいはこれらの技術の組合せを有する従来技術によって
形成される。これらのホール306 は、集積回路チップ30
1 が基板304 に実装されるときに集積回路チップ301 の
端子パッド302 が全体的にまたは部分的に露出され得る
ように配置される。これらのホール306 は、集積回路チ
ップ301 のそれぞれの端子パッド302 を有する基板304
の表面上のそれぞれのトレース305 に対して、電気的に
接続するチャネルとしての役割を果たす。バイアホール
の側壁上の金属膜は、無電解メッキを容易に開始できる
ようにするため塩化パラジウム溶液(0.05M)に浸
すことによって活性化される。
【0020】ここで図3(C)を参照すると、集積チップ30
1 が基板304 にしっかりと付けられた後、集積チップア
ッセンブリは、無電解メッキ溶液であるShipley の「NI
POSIT 468 」(登録商標)に摂氏65度で浸される。無電
解メッキが開始され、集積回路チップ301 の、予備活性
化された(pre-activated) 金属膜307 上の(これ以降ニ
ッケル膜と呼ばれる)リンを含むニッケル膜308 と入力
/出力の端子パッド302 上のニッケル膜309 との薄い層
が連続的に堆積される。メッキのプロセスが続くよう
に、図3(D)はバイアホールの壁の金属表面を示す図であ
り、入力/出力端子は、最終的には共に接触して接合
し、集積部310 になる。同時にメッキされたこれら接合
個所は、その後、入力/出力端子と誘電体回路のトレー
スとの間の電気的および機械的な接続のための有効な手
段となる。
1 が基板304 にしっかりと付けられた後、集積チップア
ッセンブリは、無電解メッキ溶液であるShipley の「NI
POSIT 468 」(登録商標)に摂氏65度で浸される。無電
解メッキが開始され、集積回路チップ301 の、予備活性
化された(pre-activated) 金属膜307 上の(これ以降ニ
ッケル膜と呼ばれる)リンを含むニッケル膜308 と入力
/出力の端子パッド302 上のニッケル膜309 との薄い層
が連続的に堆積される。メッキのプロセスが続くよう
に、図3(D)はバイアホールの壁の金属表面を示す図であ
り、入力/出力端子は、最終的には共に接触して接合
し、集積部310 になる。同時にメッキされたこれら接合
個所は、その後、入力/出力端子と誘電体回路のトレー
スとの間の電気的および機械的な接続のための有効な手
段となる。
【0021】1つだけの集積回路チップ301 がこの図に
示されているが、抵抗やコンデンサのような受動素子は
もちろんさらなる集積回路チップもまた基板304 上に実
装することができることも理解すべきである。 例2 図4は、本発明によるフリップチップアッセンブリの他
の実施例の生成プロセスを例示する図である。まず図4
(A)を参照すると、例1の場合と同様に集積回路チップ4
01 は、0.2Mの水酸化ナトリウムを含むアルカリ溶
液に、室温(摂氏25度)浸漬時間1分として洗浄され
る。次にこのチップ401 は、端子パッド402 上に活性化
層403 を形成するために、摂氏25度の下で浸漬時間を2
分として触媒溶液であるShipley の「DURAPREP 40 」
(登録商標)に浸される。徹底的に蒸留水洗浄した後、
集積回路チップは、Shipley の「NIPOSIT 468 」(登録
商標)の無電解メッキタンクに摂氏65度で2分間浸され
る。(これ以降ニッケル膜と呼ばれる)リンを含むニッ
ケル膜404 の薄い層が、端子402 上およびその周辺に沈
殿する。
示されているが、抵抗やコンデンサのような受動素子は
もちろんさらなる集積回路チップもまた基板304 上に実
装することができることも理解すべきである。 例2 図4は、本発明によるフリップチップアッセンブリの他
の実施例の生成プロセスを例示する図である。まず図4
(A)を参照すると、例1の場合と同様に集積回路チップ4
01 は、0.2Mの水酸化ナトリウムを含むアルカリ溶
液に、室温(摂氏25度)浸漬時間1分として洗浄され
る。次にこのチップ401 は、端子パッド402 上に活性化
層403 を形成するために、摂氏25度の下で浸漬時間を2
分として触媒溶液であるShipley の「DURAPREP 40 」
(登録商標)に浸される。徹底的に蒸留水洗浄した後、
集積回路チップは、Shipley の「NIPOSIT 468 」(登録
商標)の無電解メッキタンクに摂氏65度で2分間浸され
る。(これ以降ニッケル膜と呼ばれる)リンを含むニッ
ケル膜404 の薄い層が、端子402 上およびその周辺に沈
殿する。
【0022】図4(B)は、表面の上部にあり絶縁膜層407
によって覆われるような銅の薄板406 を有する誘電体基
板405 を示す図である。集積回路チップ401 が基板405
上に実装されるとき集積回路チップ401 の入力/出力端
子パッド402 が全体的にまたは部分的に露出され得るよ
うに、複数のスルーホール408 があけられて配置され
る。ホールの壁には活性化層または金属化膜は存在しな
い。
によって覆われるような銅の薄板406 を有する誘電体基
板405 を示す図である。集積回路チップ401 が基板405
上に実装されるとき集積回路チップ401 の入力/出力端
子パッド402 が全体的にまたは部分的に露出され得るよ
うに、複数のスルーホール408 があけられて配置され
る。ホールの壁には活性化層または金属化膜は存在しな
い。
【0023】図4(C)は、基板405 にしっかりと付けられ
た集積回路チップ401 を示し、ここでこの集積回路チッ
プ401 は、無電解メッキ溶液であるShipley の「NIPOSI
T 468 」(登録商標)に摂氏65度で浸される。無電解メ
ッキが開始され、集積回路チップ401 の(極めて細い線
で示される)予め堆積されたニッケル膜404 上にニッケ
ルのピラー409 (nickel pillar) を連続的に堆積させ
る。
た集積回路チップ401 を示し、ここでこの集積回路チッ
プ401 は、無電解メッキ溶液であるShipley の「NIPOSI
T 468 」(登録商標)に摂氏65度で浸される。無電解メ
ッキが開始され、集積回路チップ401 の(極めて細い線
で示される)予め堆積されたニッケル膜404 上にニッケ
ルのピラー409 (nickel pillar) を連続的に堆積させ
る。
【0024】図4(D)は、メッキされたニッケル409 がホ
ール408 の誘電体のエッジに達して最終的に銅薄板406
の上部層に接触する図を示す。ニッケルバイアフィル(n
ickel via-fill) が銅薄板に達した後、絶縁膜407 が剥
がされる。これらメッキされた接合個所は、その後、入
力/出力端子と誘電体回路の上部表面との間の電気的お
よび機械的な接続のための有効な手段となる。
ール408 の誘電体のエッジに達して最終的に銅薄板406
の上部層に接触する図を示す。ニッケルバイアフィル(n
ickel via-fill) が銅薄板に達した後、絶縁膜407 が剥
がされる。これらメッキされた接合個所は、その後、入
力/出力端子と誘電体回路の上部表面との間の電気的お
よび機械的な接続のための有効な手段となる。
【0025】図4(E)は、従来のエッチング技術により基
板の表面上に形成された複数の銅回路トレース410 を示
す。これらのトレース410 は、誘電体基板405 の複数の
無電解ニッケルで満たされたホール408 から伸び、外部
回路に対してそれぞれの入力/出力端子パッド402 を有
する電気的な接続チャネルとしての役割を果たす。 例3 図5は、本発明によるフリップチップアッセンブリの他
の実施例の生成プロセスを例示する図である。まず、図
5(A)を参照すると、例1の場合と同様に集積回路チップ
501 は、0.05Mのリン酸を含むアルカリ溶液で、室
温(摂氏25度)浸漬時間1分として洗浄される。集積
回路チップ表面上に残留物を残さないようにするため
に、チップは徹底的に蒸留水で洗浄される。クロム(5
00A)/銅(700A)/金(1000A)の構造を
有する多層化された薄膜503 は、それぞれバリア層およ
び接着層としての役割を果たすために、端子パッド502
上に選択的に堆積される。
板の表面上に形成された複数の銅回路トレース410 を示
す。これらのトレース410 は、誘電体基板405 の複数の
無電解ニッケルで満たされたホール408 から伸び、外部
回路に対してそれぞれの入力/出力端子パッド402 を有
する電気的な接続チャネルとしての役割を果たす。 例3 図5は、本発明によるフリップチップアッセンブリの他
の実施例の生成プロセスを例示する図である。まず、図
5(A)を参照すると、例1の場合と同様に集積回路チップ
501 は、0.05Mのリン酸を含むアルカリ溶液で、室
温(摂氏25度)浸漬時間1分として洗浄される。集積
回路チップ表面上に残留物を残さないようにするため
に、チップは徹底的に蒸留水で洗浄される。クロム(5
00A)/銅(700A)/金(1000A)の構造を
有する多層化された薄膜503 は、それぞれバリア層およ
び接着層としての役割を果たすために、端子パッド502
上に選択的に堆積される。
【0026】図5(B)は、表面の上部にあり絶縁膜層506
によって覆われるような銅の薄板505 を有する誘電体基
板504 を示す図である。集積回路チップ501 が基板505
上に実装されるとき集積回路チップ501 の入力/出力端
子パッド502 が全体的にまたは部分的に露出され得るよ
うに、側壁上に薄い銅膜508 を有するような複数のバイ
アホール507 が配置される。
によって覆われるような銅の薄板505 を有する誘電体基
板504 を示す図である。集積回路チップ501 が基板505
上に実装されるとき集積回路チップ501 の入力/出力端
子パッド502 が全体的にまたは部分的に露出され得るよ
うに、側壁上に薄い銅膜508 を有するような複数のバイ
アホール507 が配置される。
【0027】図5(C)は、銅メッキ溶液であるSel-Rex の
「CUBATH M」(登録商標)に摂氏25度で浸されるアッセ
ンブリを示す図である。電力源は誘電体基板の上部表面
上の銅505 に接続される。電気メッキ反応が開始され、
バイアホールの側壁上に銅509 を連続的に堆積させる。
メッキのプロセスが進むと、側壁の銅509 は断続的に成
長する。
「CUBATH M」(登録商標)に摂氏25度で浸されるアッセ
ンブリを示す図である。電力源は誘電体基板の上部表面
上の銅505 に接続される。電気メッキ反応が開始され、
バイアホールの側壁上に銅509 を連続的に堆積させる。
メッキのプロセスが進むと、側壁の銅509 は断続的に成
長する。
【0028】図5(D)は、端子パッドを電気的に接触させ
この上で銅のメッキを開始するために端子パッドの薄膜
503 の金の表面上で形成するメッキされた銅を示す図で
ある。これらメッキされた接合個所510 は、その後、入
力/出力端子と誘電体回路の上部表面との間の電気的お
よび機械的な接続のための有効な手段となる。縁膜506
は剥がされている。
この上で銅のメッキを開始するために端子パッドの薄膜
503 の金の表面上で形成するメッキされた銅を示す図で
ある。これらメッキされた接合個所510 は、その後、入
力/出力端子と誘電体回路の上部表面との間の電気的お
よび機械的な接続のための有効な手段となる。縁膜506
は剥がされている。
【0029】図5(E)は、従来のエッチング技術により基
板の表面上に形成された複数の銅回路トレース511 を示
す。これらのトレース511 は、誘電体基板504 の複数の
電気メッキされた銅のバイアホール507 から伸び、外部
回路に対してそれぞれの入力/出力端子パッド502 を有
する電気的な接続チャネルとしての役割を果たす。 例4 図6は、本発明によるフリップチップの他の実施例の生
成プロセスを例示する図である。まず図6(A)を参照する
と、複数の入力/出力端子パッド602 を有する配線その
他が形成されている(図示せず)様々なタイプのトラン
ジスタにおける集積回路チップ601 が露出されている。
始めにこのパッド602 は、表面の酸化膜を取り除くた
め、浸漬時間を10分として室温の下で集積回路チップ
601 をリン酸溶液に浸すことによって洗浄される。次に
このチップは、アルミニウムアロイ端子パッド602 の表
面上に薄い亜鉛膜603 を形成するために、希釈された触
媒溶液であるEnthone の「Alumon EN 」(登録商標)に
摂氏25度で20秒間浸され、続いて集積回路チップ表面上
に残留物を残さないようにするため徹底的に蒸留水で洗
浄される。そしてこのチップは、Shipley の「NIPOSIT
468 」(登録商標)の無電解メッキタンクに摂氏65度で
2分間浸される。リンを含むニッケル膜604 の薄い層
が、端子602 上およびその周辺に沈殿する。
板の表面上に形成された複数の銅回路トレース511 を示
す。これらのトレース511 は、誘電体基板504 の複数の
電気メッキされた銅のバイアホール507 から伸び、外部
回路に対してそれぞれの入力/出力端子パッド502 を有
する電気的な接続チャネルとしての役割を果たす。 例4 図6は、本発明によるフリップチップの他の実施例の生
成プロセスを例示する図である。まず図6(A)を参照する
と、複数の入力/出力端子パッド602 を有する配線その
他が形成されている(図示せず)様々なタイプのトラン
ジスタにおける集積回路チップ601 が露出されている。
始めにこのパッド602 は、表面の酸化膜を取り除くた
め、浸漬時間を10分として室温の下で集積回路チップ
601 をリン酸溶液に浸すことによって洗浄される。次に
このチップは、アルミニウムアロイ端子パッド602 の表
面上に薄い亜鉛膜603 を形成するために、希釈された触
媒溶液であるEnthone の「Alumon EN 」(登録商標)に
摂氏25度で20秒間浸され、続いて集積回路チップ表面上
に残留物を残さないようにするため徹底的に蒸留水で洗
浄される。そしてこのチップは、Shipley の「NIPOSIT
468 」(登録商標)の無電解メッキタンクに摂氏65度で
2分間浸される。リンを含むニッケル膜604 の薄い層
が、端子602 上およびその周辺に沈殿する。
【0030】図6(B)は、複数の銅回路トレース605 を有
する両面あるいは多層の誘電体基板605 を示す図であ
る。基板における1つの表面上のトレース606 は、側壁
上に金でメッキされた銅膜607 で予備金属化された複数
のバイアホール608 に向かって伸びる。これらのホール
608 は、集積回路チップ601 が基板604 に実装されると
き集積回路チップ601 の端子パッド602 が全体的にまた
は部分的に露出され得るように配置される。これらのホ
ール608 は、集積回路チップ601 のそれぞれの入力/出
力端子パッド602 を有する基板605 の表面上のそれぞれ
のトレース606 に対して、電気的に接続するチャネルと
しての役割を果たす。
する両面あるいは多層の誘電体基板605 を示す図であ
る。基板における1つの表面上のトレース606 は、側壁
上に金でメッキされた銅膜607 で予備金属化された複数
のバイアホール608 に向かって伸びる。これらのホール
608 は、集積回路チップ601 が基板604 に実装されると
き集積回路チップ601 の端子パッド602 が全体的にまた
は部分的に露出され得るように配置される。これらのホ
ール608 は、集積回路チップ601 のそれぞれの入力/出
力端子パッド602 を有する基板605 の表面上のそれぞれ
のトレース606 に対して、電気的に接続するチャネルと
しての役割を果たす。
【0031】図6(C)は、基板605 にしっかりと付けられ
た集積回路チップ601 を示す図である。スズ−鉛ハンダ
ボール609 は、従来のボール設置機(ball placement ma
chine)によって、このバイアホール608 に置かれる。十
分な数のハンダボール609 が容量全体を超えないでバイ
アホールを満たすように設置されるべきである。図6(D)
に示されるように、アッセンブリが加熱される。温度が
1分間摂氏350度であるとき、ハンダボールは溶解し
バイアホールの下方部を満たす。加熱を止めると、この
ハンダの円柱610 は、バイアホールの側壁と集積回路チ
ップ601の入力/出力端子パッド602 とに付着し、それ
によって電気的および機械的接触の有効な手段となる。
た集積回路チップ601 を示す図である。スズ−鉛ハンダ
ボール609 は、従来のボール設置機(ball placement ma
chine)によって、このバイアホール608 に置かれる。十
分な数のハンダボール609 が容量全体を超えないでバイ
アホールを満たすように設置されるべきである。図6(D)
に示されるように、アッセンブリが加熱される。温度が
1分間摂氏350度であるとき、ハンダボールは溶解し
バイアホールの下方部を満たす。加熱を止めると、この
ハンダの円柱610 は、バイアホールの側壁と集積回路チ
ップ601の入力/出力端子パッド602 とに付着し、それ
によって電気的および機械的接触の有効な手段となる。
【0032】
【発明の効果】これらをまとめると、ハンダあるいは導
電性接着剤バンプを固定する代わりに、集積回路チップ
と誘電体基板回路とをバイアホールで直接接続すること
によって、高信頼であり、断面が小さく、高性能である
ようなアッセンブリを得ることができる。特に、レーザ
や他の技術によって形成できる小さなバイアホールによ
って、非常に微細なピッチの端子パッドを相互接続する
ことができ、将来の高I/O半導体チップのパッケージ
ング能力を著しく高めることができる。
電性接着剤バンプを固定する代わりに、集積回路チップ
と誘電体基板回路とをバイアホールで直接接続すること
によって、高信頼であり、断面が小さく、高性能である
ようなアッセンブリを得ることができる。特に、レーザ
や他の技術によって形成できる小さなバイアホールによ
って、非常に微細なピッチの端子パッドを相互接続する
ことができ、将来の高I/O半導体チップのパッケージ
ング能力を著しく高めることができる。
【図1】従来技術によるハンダ付けバンプでのフリップ
チップパッケージの横断面図である。
チップパッケージの横断面図である。
【図2】従来技術による無電解メッキされたニッケルバ
ンプ構造を示す横断面図である。
ンプ構造を示す横断面図である。
【図3】本発明の無電解メッキによる集積回路アッセン
ブリの製造のステップを示す横断面図である。
ブリの製造のステップを示す横断面図である。
【図4】本発明の他の実施例の無電解バイアホールによ
る集積回路アッセンブリの製造のステップを示す横断面
図である。
る集積回路アッセンブリの製造のステップを示す横断面
図である。
【図5】本発明の他の実施例の電気メッキによる集積回
路アッセンブリの製造のステップを示す横断面図であ
る。
路アッセンブリの製造のステップを示す横断面図であ
る。
【図6】本発明の他の実施例のハンダバイアホールによ
る集積回路アッセンブリの製造のステップを示す横断面
図である。
る集積回路アッセンブリの製造のステップを示す横断面
図である。
306 ,507 ,608 …バイアホール 301 ,401 ,501 ,601 …集積回路チップ 304 ,405 ,504 ,605 …誘電体基板 302 ,402 ,502 ,602 …端子パッド 305 ,410 ,511 ,605 ,606 …トレース
Claims (42)
- 【請求項1】 (a) 複数のバイアホールを有する誘電体
基板であって、電気導電性物質は前記バイアホールの側
壁に堆積されるような誘電体基板と、 (b) 第1およひ第2の向かい合う表面と前記第1の表面
に形成されている複数の電気導電性トレースとを有する
誘電体基板であって、前記トレースの各々は、特定の前
記バイアホールに伸ばされ接続されているような誘電体
基板と、 (c) 第1の表面と該第1の表面上に複数の入力/出力端
子パッドとを有する集積回路チップと、 (d) 容易に無電解メッキを開始できるように活性化され
る、前記集積回路チップの前記バイアホールおよび入力
/出力端子パッドの側壁上の物質と、 (e) 前記端子パッドが前記バイアホールによって前記基
板の前記第1の表面に全体的または部分的に露出される
ように、前記集積回路チップの前記端子パッドの上部に
アライメントされる前記誘電体基板における前記ホール
の方向に、前記集積回路チップを前記誘電体基板に付け
る手段と、 (f) 前記バイアホールの前記側壁の他に前記集積回路チ
ップの前記端子パッド上にも同時に適用される無電解メ
ッキと、 (g) 前記集積回路チップと前記基板上の前記第1のトレ
ースの少なくとも1つとの間に電気的な接続がなされる
ように互いに接合される前記無電解メッキがされた部分
とを備える集積回路アッセンブリ。 - 【請求項2】 前記基板の誘電体物質は、プラスチック
からなる請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項3】 前記基板の誘電体物質は、セラミックス
からなる請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項4】 前記誘電体基板は、柔軟な膜である請求
項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項5】 前記バイアホールは、レーザドリル加工
により形成される請求項1に記載の集積回路アッセンブ
リ。 - 【請求項6】 前記バイアホールは、機械打抜きにより
形成される請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項7】 前記バイアホールは、プラズマエッチン
グにより形成される請求項1に記載の集積回路アッセン
ブリ。 - 【請求項8】 前記バイアホールの側壁上の電気導電性
物質は、銅を備える請求項1に記載の集積回路アッセン
ブリ。 - 【請求項9】 前記バイアホールの側壁上の電気導電性
物質は、ニッケルを備える請求項1に記載の集積回路ア
ッセンブリ。 - 【請求項10】 前記バイアホールの側壁上の電気導電
性物質は、パラジウムを備える請求項1に記載の集積回
路アッセンブリ。 - 【請求項11】 前記バイアホールの側壁上の電気導電
性物質は、金を備える請求項1に記載の集積回路アッセ
ンブリ。 - 【請求項12】 前記バイアホールの側壁の前記活性化
方法は、パラジウム含有溶液に浸すことである請求項1
に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項13】 前記集積回路チップの入力/出力端子
パッドの前記活性化方法は、亜鉛含有溶液に浸すことで
ある請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項14】 前記集積回路チップの入力/出力端子
パッドの前記活性化方法は、パラジウム含有溶液に浸す
ことである請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項15】 前記誘電体基板への前記集積回路チッ
プの取り付けは、接着剤膜による請求項1に記載の集積
回路アッセンブリ。 - 【請求項16】 前記誘電体基板への前記集積回路チッ
プの取り付けは、液体接着剤による請求項1に記載の集
積回路アッセンブリ。 - 【請求項17】 前記誘電体基板への前記集積回路チッ
プの取り付けは、機械クランプによる請求項1に記載の
集積回路アッセンブリ。 - 【請求項18】 前記無電解メッキは、ニッケルメッキ
である請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項19】 前記無電解メッキは、金メッキである
請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項20】 前記無電解メッキは、パラジウムメッ
キである請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項21】 前記無電解メッキは、銅メッキである
請求項1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項22】 (a) 基板の第1の表面上に金属膜の層
を有する両面または多層の誘電体基板であって、電気絶
縁膜が前記金属膜上に形成されるような誘電体基板と、 (b) 前記誘電体基板上に形成される複数のバイアホール
と、 (c) 第1の表面を有する集積回路チップであって、複数
の入力/出力端子パッドが前記第1の表面にあるような
集積回路チップと、前記(a) ,(b) ,(c) を備え、 (d) バリア層としての役割を果たすように前記集積回路
チップの前記端子パッド上に金属膜を積み重ねて堆積さ
せるステップと、 (e) 前記端子パッドが前記バイアホールによって前記基
板の前記第1の表面に全体的または部分的に露出される
ように、前記端子パッドの上部にアライメントされる前
記誘電体基板における前記ホールの方向に、前記集積回
路チップを前記誘電体基板に取り付けるステップと、 (f) 前記バリア層を活性化し、無電解メッキにより前記
端子パッド上に電気導電性物質を堆積させ、前記基板の
前記第1の表面上の前記金属層に達するまで、前記誘電
体基板の前記バイアホールを満たし、接続を形成するス
テップと、 (g) 前記第1の表面上に一連の電気導電性トレースを形
成し、前記各満たされたバイアホールによって前記第1
のトレースを前記集積回路チップに相互接続するステッ
プとを備える集積回路アッセンブリを形成する方法。 - 【請求項23】 前記金属膜は、銅である請求項22に
記載の集積回路アッセンブリを形成する方法。 - 【請求項24】 金属膜の前記積み重ねは、スパッタリ
ングにより堆積される請求項22に記載の集積回路アッ
センブリを形成する方法。 - 【請求項25】 金属膜の前記積み重ねは、蒸着により
堆積される請求項22に記載の集積回路アッセンブリを
形成する方法。 - 【請求項26】 金属膜の前記積み重ねは、無電解メッ
キにより堆積される請求項22に記載の集積回路アッセ
ンブリを形成する方法。 - 【請求項27】 (a) 基板の第1の表面上に金属膜の層
を有する両面または多層の誘電体基板であって、電気絶
縁膜が前記金属膜上に形成されるような誘電体基板と、 (b) 前記誘電体基板上に形成される、金属化された側壁
を有する複数のバイアホールと、 (c) 第1の表面を有する集積回路チップであって、複数
の入力/出力端子パッドが前記第1の表面にあるような
集積回路チップと、前記(a) ,(b) ,(c) を備え、 (d) バリア層および導電性の層としての役割を果たすよ
うに前記集積回路チップの前記端子パッド上に金属膜を
積み重ねて堆積させるステップと、 (e) 前記パッドが前記バイアホールによって前記基板の
前記第1の表面に全体的または部分的に露出されるよう
に、前記集積回路チップの前記端子パッドの上部にアラ
イメントされる前記誘電体基板における前記ホールの方
向に、前記集積回路チップを前記誘電体基板に取り付け
るステップと、 (f) 電気化学メッキにより前記バイアホールの側壁上に
電気導電性物質を堆積させ、前記端子パッドの前記表面
上の前記メッキを開始して接触するまで前記誘電体基板
の前記金属化された側壁を拡張し接続を形成するステッ
プと、 (g) 前記第1の表面上に一連の電気導電性トレースを形
成し、前記各バイアホールによって前記トレースを前記
集積回路チップに相互接続するステップとを備える集積
回路アッセンブリを形成する方法。 - 【請求項28】 前記電気化学メッキは、銅メッキであ
る請求項27に記載の集積回路アッセンブリを形成する
方法。 - 【請求項29】 前記電気化学メッキは、金メッキであ
る請求項27に記載の集積回路アッセンブリを形成する
方法。 - 【請求項30】 前記電気化学メッキは、ニッケルメッ
キである請求項27に記載の集積回路アッセンブリを形
成する方法。 - 【請求項31】 (a) 第1およひ第2の向かい合う表面
と前記第1の表面に形成されている複数の電気導電性ト
レースとを有する誘電体基板と、 (b) 前記誘電体基板に形成される複数のバイアホールで
あって、前記各バイアホールは前記トレースの1つへ伸
び、前記第1のトレースのうちの選択された前記トレー
スとの電気的接触のため前記バイアホールの側壁上に電
気導電性物質を堆積させるような複数のバイアホール
と、 (c) 第1の表面と該第1の表面上に複数の入力/出力端
子パッドとを有する集積回路チップと、 (d) 前記端子パッドが前記バイアホールによって前記基
板の前記第1の表面に全体的または部分的に露出される
ように、前記集積回路チップの前記端子パッドの上部に
アライメントされる前記誘電体基板における前記ホール
の方向に、前記集積回路チップを前記誘電体基板に付け
る手段と、 (f) 前記バイアホールにおよび前記入力/出力端子パッ
ド上に電気導電性物質を設置する手段と、 (g) 前記集積回路チップと前記基板上の前記第1のトレ
ースの少なくとも1つとの間に電気的な接続を提供する
ように、前記導電物質の接触を増強するために前記バイ
アホールの前記側壁と前記チップの前記端子パッドとに
適用されるエネルギー源とを備える集積回路アッセンブ
リ。 - 【請求項32】 前記設置手段は、プリントによる請求
項31に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項33】 前記導電性物質は、ハンダペーストで
ある請求項32に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項34】 前記設置手段は、噴出による請求項3
1に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項35】 前記導電性物質は、液体ハンダである
請求項34に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項36】 前記設置手段は、機械的な設置による
請求項31に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項37】 前記導電性物質は、ハンダペーストで
ある請求項36に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項38】 前記導電性物質は、エポキシ接着剤で
ある請求項31に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項39】 前記導電性物質は、真性導電ポリマー
である請求項31に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項40】 前記エネルギー源は、レーザである請
求項31に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項41】 前記エネルギー源は、加熱による請求
項31に記載の集積回路アッセンブリ。 - 【請求項42】 前記エネルギー源は、赤外線による請
求項31に記載の集積回路アッセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SG1998000994A SG75841A1 (en) | 1998-05-02 | 1998-05-02 | Flip chip assembly with via interconnection |
SG9800994-7 | 1998-05-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11330295A true JPH11330295A (ja) | 1999-11-30 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10307203A Pending JPH11330295A (ja) | 1998-05-02 | 1998-10-28 | 集積回路アッセンブリおよび集積回路アッセンブリを形成する方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6448644B1 (ja) |
JP (1) | JPH11330295A (ja) |
SG (1) | SG75841A1 (ja) |
TW (1) | TW393709B (ja) |
WO (1) | WO1999057762A1 (ja) |
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