JPS61110441A - マイクロエレクトロニツク素子を電気的に接続するための変形可能のマルチ結合の製法 - Google Patents
マイクロエレクトロニツク素子を電気的に接続するための変形可能のマルチ結合の製法Info
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- JPS61110441A JPS61110441A JP60243051A JP24305185A JPS61110441A JP S61110441 A JPS61110441 A JP S61110441A JP 60243051 A JP60243051 A JP 60243051A JP 24305185 A JP24305185 A JP 24305185A JP S61110441 A JPS61110441 A JP S61110441A
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野：
本発明はマイクロエレクトロニック素子を電気的に接続
するための変形可能のマルチ結合の製法に関する。
するための変形可能のマルチ結合の製法に関する。
従来の技術：
モノリシック集積マイクロ回路のマイクロ接触部を製造
するため細い金属線の１端をチップの接触部と結合し、
チップと結合すべきチップホルダの接続電極を他−と結
合することは公知であり、その際変形可能のマルチ結合
が発生する（ケストナ、ハルゾライターテヒノロｒ−、
フオーデルフエアラーク、ウルップルク、１９８０８８
〜８９ページ参照、Ｋａｅｓｔｎｅｒ、 Ｈａｌｂｌｅ
ｉｔｅｒ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ、 Ｖｏｇｅｌ −
Ｖｅｒｌａｇ、 ｗｌｌｒｚｂｕｒｇ ）。
するため細い金属線の１端をチップの接触部と結合し、
チップと結合すべきチップホルダの接続電極を他−と結
合することは公知であり、その際変形可能のマルチ結合
が発生する（ケストナ、ハルゾライターテヒノロｒ−、
フオーデルフエアラーク、ウルップルク、１９８０８８
〜８９ページ参照、Ｋａｅｓｔｎｅｒ、 Ｈａｌｂｌｅ
ｉｔｅｒ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ、 Ｖｏｇｅｌ −
Ｖｅｒｌａｇ、 ｗｌｌｒｚｂｕｒｇ ）。
この場合チップホルダ上の接続電極はチップの接触部よ
り著しく大きい間隔を有することができ、したがって接
続電極はゾラグ接触として形成することができる。それ
によって大きい電子回路ユニットへ容易に組込および取
りはずししうる差込可能のパーツが得られるけれど、そ
のために必要な組込面積はチップ面積の数倍になる。
り著しく大きい間隔を有することができ、したがって接
続電極はゾラグ接触として形成することができる。それ
によって大きい電子回路ユニットへ容易に組込および取
りはずししうる差込可能のパーツが得られるけれど、そ
のために必要な組込面積はチップ面積の数倍になる。
さらに接触部をチップの全表面にわたって分布させ、多
数のチップを接触部によって直接結合導線を多層に含む
共通のセラミック基板へはんだ付することが公知である
（フリップ−チップボンディングたとえばり、 Ｓ、ボ
ルドマン、Ｐ。
数のチップを接触部によって直接結合導線を多層に含む
共通のセラミック基板へはんだ付することが公知である
（フリップ−チップボンディングたとえばり、 Ｓ、ボ
ルドマン、Ｐ。
Ａ、 ）ツタ、ソリッドステートテクノロジー第２６巻
、第６篇、１９８６年９１〜９７ページ参照、Ｌ、 Ｓ
、 Ｇｏｌｄｍａｎ、 Ｐ、 Ａ、 Ｔｏｔｔａ、 ５
ｏｌｉｄＳｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ）それに
よって他の組込法より著しく高い集積密度および著しく
早い信号伝送時間を達成することができる。この組込法
の場合チップの裏面は機械的または電気的構造物がない
ので、付加的に裏面を圧着した金属円筒を介して水で冷
却する可能性が生ずる。
、第６篇、１９８６年９１〜９７ページ参照、Ｌ、 Ｓ
、 Ｇｏｌｄｍａｎ、 Ｐ、 Ａ、 Ｔｏｔｔａ、 ５
ｏｌｉｄＳｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ）それに
よって他の組込法より著しく高い集積密度および著しく
早い信号伝送時間を達成することができる。この組込法
の場合チップの裏面は機械的または電気的構造物がない
ので、付加的に裏面を圧着した金属円筒を介して水で冷
却する可能性が生ずる。
しかしチップをセラミック基板へ直接はんだ付すること
はチップと基板材料の膨張係数が異なるため、温度変化
の際チップが大きいほどはんだ結合の機械的負荷が大き
くなる。それゆえさらにチップ表面を拡大し、導体およ
び結合構造をさらに微細にしようとする場合、固いはん
だ結合破壊の危険が著しく増大する。
はチップと基板材料の膨張係数が異なるため、温度変化
の際チップが大きいほどはんだ結合の機械的負荷が大き
くなる。それゆえさらにチップ表面を拡大し、導体およ
び結合構造をさらに微細にしようとする場合、固いはん
だ結合破壊の危険が著しく増大する。
発明が解決しようとする問題点：
本発明の目的はできるだけ小さい所要スペースでチップ
および基板または互いに結合すべき他の同様に形成した
エレクトロニック素子の熱膨張の差を補償する、マイク
ロエレクトロニック素子を電気的に接続するための、一
定限度内で変形しうるマルチ結合を製造することである
。
および基板または互いに結合すべき他の同様に形成した
エレクトロニック素子の熱膨張の差を補償する、マイク
ロエレクトロニック素子を電気的に接続するための、一
定限度内で変形しうるマルチ結合を製造することである
。
問題点を解決するための手段：
この目的は本発明により特許請求の範囲第１項特徴部に
記載の手段によって解決される。
記載の手段によって解決される。
作用：
本発明の方法によれば十分な限界内で変形しうる多数の
結合要素を、マイクロエレクトロニック素子のスペース
の小さい組込に必要なきわめて小さい寸法および間隔を
もって、いっしょに製造して固定することが可能になる
。臨界的熱膨張平面内の十分な変形性にもかかわらず、
このように製造したマルチ結合はこれと垂直の方向には
十分に剛性であり、たとえば前記水冷の際冷却円筒の圧
着圧力を吸収することができる。さらに本発明により製
造した電気的マルチ結合によれば結合要素によって得ら
れるチップと基板の間の空間へガスを吹込む強制冷却の
可能性が開かれる。
結合要素を、マイクロエレクトロニック素子のスペース
の小さい組込に必要なきわめて小さい寸法および間隔を
もって、いっしょに製造して固定することが可能になる
。臨界的熱膨張平面内の十分な変形性にもかかわらず、
このように製造したマルチ結合はこれと垂直の方向には
十分に剛性であり、たとえば前記水冷の際冷却円筒の圧
着圧力を吸収することができる。さらに本発明により製
造した電気的マルチ結合によれば結合要素によって得ら
れるチップと基板の間の空間へガスを吹込む強制冷却の
可能性が開かれる。
実施例：
次に本発明の実施例を図面により説明する。
第１図はポリメチルメタクリラート（ＰＭＭＡ ）から
なる以下にはレジスト板１と称する板状材料の断面を大
きく拡大して示す。レゾスト板１は約５００μ口の厚さ
を有し、Ｘ線マスク（図示されず）を介してシンクロト
ロンのエネルギーの高いＸ線により所定の約３００μｍ
のラスタ間隔で局部的に照射され、直径約６０μｍの円
筒範、囲１ａが発生し、その溶解性はレジスト板１の照
射されない範囲より著しく上昇する。
なる以下にはレジスト板１と称する板状材料の断面を大
きく拡大して示す。レゾスト板１は約５００μ口の厚さ
を有し、Ｘ線マスク（図示されず）を介してシンクロト
ロンのエネルギーの高いＸ線により所定の約３００μｍ
のラスタ間隔で局部的に照射され、直径約６０μｍの円
筒範、囲１ａが発生し、その溶解性はレジスト板１の照
射されない範囲より著しく上昇する。
次にレゾスト板の両側からそれぞれもう１回局部照射が
同じラスタで行われるけれど、その浸透深さは小さく、
その直径は約７０μｍである。
同じラスタで行われるけれど、その浸透深さは小さく、
その直径は約７０μｍである。
このように照射して可溶性になった範囲１ａ。
ｌｂ、１ｃはたとえば西独公開特許公報第３０３９１１
０号に記載される現像剤によって除去されるので、結合
要素のパターン２を有する型が発生し、この場合パター
ン２は端部に短い拡大部（第２図）を有する。次の工程
でパタン２は電気メッキによりニッケルで充てんされる
ので、細い変形可能の中間部３ａおよび太い端部３ｂ、
３ｃを有する結合要素３が発生する（第５図）。さらに
第６図から明らかなようにレゾスト板１の１面の一部１
ｄは適当な浸透深さの放射線照射および引続く溶出によ
って除去されるので、結合要素の太い端部範囲３ｃが露
出する。結合要素３の太い端部範囲３Ｃをセラミック基
板４の相当する挿入孔４ａへ挿入し、それによって固定
する（第４図）。挿入孔４ａは一部鉛／スズ合金４ｂで
充てんされ、この合金は後の加熱の際結合要素３と多層
からなる基板４の導体路５の間の電気的結合を保証する
。
０号に記載される現像剤によって除去されるので、結合
要素のパターン２を有する型が発生し、この場合パター
ン２は端部に短い拡大部（第２図）を有する。次の工程
でパタン２は電気メッキによりニッケルで充てんされる
ので、細い変形可能の中間部３ａおよび太い端部３ｂ、
３ｃを有する結合要素３が発生する（第５図）。さらに
第６図から明らかなようにレゾスト板１の１面の一部１
ｄは適当な浸透深さの放射線照射および引続く溶出によ
って除去されるので、結合要素の太い端部範囲３ｃが露
出する。結合要素３の太い端部範囲３Ｃをセラミック基
板４の相当する挿入孔４ａへ挿入し、それによって固定
する（第４図）。挿入孔４ａは一部鉛／スズ合金４ｂで
充てんされ、この合金は後の加熱の際結合要素３と多層
からなる基板４の導体路５の間の電気的結合を保証する
。
次にレジスト板１の残りの材料は溶剤で除去される。基
板４に固定した結合要素３の太い端部範囲３ｂへ同じラ
スタに配置したけんだビードを備える接続部６を有する
チップ７を配置し、全配置を炉内で加熱し、結合要素３
は基板４の導体路５および接続部６とはんだ結合される
。
板４に固定した結合要素３の太い端部範囲３ｂへ同じラ
スタに配置したけんだビードを備える接続部６を有する
チップ７を配置し、全配置を炉内で加熱し、結合要素３
は基板４の導体路５および接続部６とはんだ結合される
。
その際結合要素３はその変形可能の中間部３ａによりチ
ップと基板の異なる熱膨張を補償する。
ップと基板の異なる熱膨張を補償する。
前記固定法の代りに基板４の導体路５を電気メッキ電極
として使用することもできる。どの場合結合要素のパタ
ーン２を有する型をパターン２が基板４の挿入孔４ａと
１線になるように基板４へ直接配置する。パターン２の
電気メッキによる充てん後レジスト板１の材料を除去し
、結合要素３をチップＩの接続部６とはんだ付けする。
として使用することもできる。どの場合結合要素のパタ
ーン２を有する型をパターン２が基板４の挿入孔４ａと
１線になるように基板４へ直接配置する。パターン２の
電気メッキによる充てん後レジスト板１の材料を除去し
、結合要素３をチップＩの接続部６とはんだ付けする。
いずれの場合にもチップと基板の間に冷却ガスの吹抜け
を可能にする中間空間が発生する。
を可能にする中間空間が発生する。
本発明のもう１つの実施例によれば結合要素はいわゆる
フォーミング法で製造される。この場合フォーミング材
料を母工具で多数成形し、次に得られた２次型を電気メ
ッキにより金属で充てんする。その際第２図のようにＰ
ＭＭＡからなる板状材料１０ｂに局部照射および材料の
局部除去によってパターン１０がつくられ、その際この
パターンはフォーミングを考慮して１端のみに太い端部
範囲１０ａを有する。パターン１０を電気メッキにより
ニッケルで充てンシ、その際電気メッキ電極はこのよう
に製造した１次結合要素１２に支持板１１として残る（
第６図）。部分１１および１２からなるこの母工具を使
用してエネルｆ−に富む放射線によってその性質を変化
しうるフォーミング材料たとえば同様ＰＭＭＡによって
多数回フォーミングし、それによって互いに隣接配置し
た変形可能の結合要素のパターン１４を含む板状の２次
型が得られる。この型を第６図に準じて電気メッキによ
り金属たとえばニッケルで充てんし、２次結合要素１５
が発生する（第７図）。この２次結合要素１５は細い変
形可能範囲１５ｂおよび太い端部範囲１５＆を有し、こ
の太い範囲は２次型の一部１３ｂを適当な浸透深さの放
射線の照射および引続く溶出によって除去した後、第４
図のように基板に固定される。型の表面１３ａを超える
過剰メッキによってこの方法の場合も後にチップ７の接
続部６とはんだ付けされる上側の太い端部範囲１５Ｃを
つくることができる。
フォーミング法で製造される。この場合フォーミング材
料を母工具で多数成形し、次に得られた２次型を電気メ
ッキにより金属で充てんする。その際第２図のようにＰ
ＭＭＡからなる板状材料１０ｂに局部照射および材料の
局部除去によってパターン１０がつくられ、その際この
パターンはフォーミングを考慮して１端のみに太い端部
範囲１０ａを有する。パターン１０を電気メッキにより
ニッケルで充てンシ、その際電気メッキ電極はこのよう
に製造した１次結合要素１２に支持板１１として残る（
第６図）。部分１１および１２からなるこの母工具を使
用してエネルｆ−に富む放射線によってその性質を変化
しうるフォーミング材料たとえば同様ＰＭＭＡによって
多数回フォーミングし、それによって互いに隣接配置し
た変形可能の結合要素のパターン１４を含む板状の２次
型が得られる。この型を第６図に準じて電気メッキによ
り金属たとえばニッケルで充てんし、２次結合要素１５
が発生する（第７図）。この２次結合要素１５は細い変
形可能範囲１５ｂおよび太い端部範囲１５＆を有し、こ
の太い範囲は２次型の一部１３ｂを適当な浸透深さの放
射線の照射および引続く溶出によって除去した後、第４
図のように基板に固定される。型の表面１３ａを超える
過剰メッキによってこの方法の場合も後にチップ７の接
続部６とはんだ付けされる上側の太い端部範囲１５Ｃを
つくることができる。
端部範囲１５ａを基板４（第４図）Ｋ固定した後、残り
のフォーミング材料１３を除去する。
のフォーミング材料１３を除去する。
本発明の方法によれば高さ方向に沿って均一なまたは変
化する断面を有する柱状結合要素のみならず、種々の形
のシート状要素を製造することができる。例として第８
ａ図に結合要素の平面図、第８ｂ図にその側面図が示さ
れ、これＫよれば２つの互いに平行に配置したピン１６
゜１８が薄い板ばね１７によって互いに結合される。こ
の場合少なくとも１つのビンは板ばねの高さを超えて突
出し、これはピンのパターンのみを含む別個の型を使用
してあとからビンを電気メッキにより延長することＫよ
って達成される。
化する断面を有する柱状結合要素のみならず、種々の形
のシート状要素を製造することができる。例として第８
ａ図に結合要素の平面図、第８ｂ図にその側面図が示さ
れ、これＫよれば２つの互いに平行に配置したピン１６
゜１８が薄い板ばね１７によって互いに結合される。こ
の場合少なくとも１つのビンは板ばねの高さを超えて突
出し、これはピンのパターンのみを含む別個の型を使用
してあとからビンを電気メッキにより延長することＫよ
って達成される。
選択した例では結合すべきマイクロエレクトロニック素
子がチップおよび基板であることを前提にした。同様の
方法で他のマイクロエレクトロニック素子を結合しうろ
ことは明らかである。たとえばマイクロ回路の集積密度
をさらに上昇するため、第４図に示す基板を周縁に設け
た接触部を介して基板と結合しているもう１つのチップ
と置替えることができる。
子がチップおよび基板であることを前提にした。同様の
方法で他のマイクロエレクトロニック素子を結合しうろ
ことは明らかである。たとえばマイクロ回路の集積密度
をさらに上昇するため、第４図に示す基板を周縁に設け
た接触部を介して基板と結合しているもう１つのチップ
と置替えることができる。
第１図〜第４図は本発明の方法の工程を示す横断面図、
第５図〜第７図は製法のもう１つの実施例の断面図、第
８ａ図はシート状結合要素の平面図、第８ｂ図はその側
面図である。 １・・・レジスト板、１ａ・・・円筒範囲、１ｂ、１Ｃ
・・・太い範囲、２．１０．１４・・・パターン、３゜
１２．１５・・・結合要素、４・・・セラミック基板、
４ａ・・・挿入孔、５・・・導体路、６・・・接続部、
７・・・チップ、１１・・・支持板、１３・・・フォー
ミング材部 、 入 醜 Ｋ １ 駆 八 〇（塚 ヘ − ゝ 記 跪 ＼ ＋ Ｖ 藝 ト
第５図〜第７図は製法のもう１つの実施例の断面図、第
８ａ図はシート状結合要素の平面図、第８ｂ図はその側
面図である。 １・・・レジスト板、１ａ・・・円筒範囲、１ｂ、１Ｃ
・・・太い範囲、２．１０．１４・・・パターン、３゜
１２．１５・・・結合要素、４・・・セラミック基板、
４ａ・・・挿入孔、５・・・導体路、６・・・接続部、
７・・・チップ、１１・・・支持板、１３・・・フォー
ミング材部 、 入 醜 Ｋ １ 駆 八 〇（塚 ヘ − ゝ 記 跪 ＼ ＋ Ｖ 藝 ト
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、マイクロエレクトロニック素子を電気的に接続する
ための変形可能のマルチ結合の製法において、エネルギ
ーの高い放射線によつてその性質が変化する板状材料か
らこの材料の局部照射および照射により生じた材料性質
の差を利用した局部除去によつて、所定の位置に高さが
最小横方向寸法の数倍である結合要素のパターン（２）
を含む板状の型をつくり、パターン（２）を電気メッキ
により金属で充てんし、電気メッキにより得た結合要素
（３）を基板（４）または支持板（１１）に固定し、型
を除去することを特徴とするマイクロエレクトロニック
素子を電気的に接続するための変形可能のマルチ結合の
製法。 ２、エネルギーの高い放射線としてシンクロトロン放射
線を使用し、材料の局部的除去を液体現像剤によつて行
う特許請求の範囲第１項記載の製法。 ３、支持板（１１）に固定した結合要素（１２）のフォ
ーミング材料（１３）による繰返しフォーミングによつ
て変形可能の結合要素のパターン（１４）を含む多数の
板状の型を製造し、これを電気メッキにより金属で充て
んし、電気メッキにより製造した２次結合要素（１５ａ
）を基板（４）に固定し、２次型を除去する特許請求の
範囲第１項または第２項記載の製法。 ４、結合要素または２次結合要素を電気メッキにより結
合要素を製造した後に基板（４）に固定し、そのためエ
ネルギーに富む放射線によつてその性質を変化しうる板
状材料またはフォーミング材料のさらに一部を新たな照
射によつて発生した異なる材料性質を使用して除去する
特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に
記載の製法。 ５、結合要素または２次結合要素の固定を、基板（４）
を電気メッキ電極として使用することによつて実施する
特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に
記載の製法。 ６、高さ全体にわたつて一定の断面を有する特許請求の
範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の製法
。 ７、局部照射を順次に続く多数工程で実施し、その際板
状材料（１）の異なる範囲（１ａ、１ｃ）を浸透深さの
異なる放射線で照射する特許請求の範囲第１項から第６
項までのいずれか１項に記載の製法。 ８、少なくとも１つの端部範囲（３ｃ、３ｂ）が残りの
範囲（３ａ）より大きい断面を有する特許請求の範囲第
７項記載の製法。 ９、それぞれ２つの互いに平行に配置したピン（８、１
６）を板ばね（１７）によつて互いに結合する特許請求
の範囲第１項から第８項までのいずれか１項に記載の製
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3440109.1 | 1984-11-02 | ||
| DE19843440109 DE3440109A1 (de) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Verfahren zur herstellung verformbarer vielfach-verbindungen fuer den elektrischen anschluss mikroelektronischer bauelemente und nach diesem verfahren hergestellte vielfachverbindungen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110441A true JPS61110441A (ja) | 1986-05-28 |
| JPH0482055B2 JPH0482055B2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=6249359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60243051A Granted JPS61110441A (ja) | 1984-11-02 | 1985-10-31 | マイクロエレクトロニツク素子を電気的に接続するための変形可能のマルチ結合の製法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0183910A3 (ja) |
| JP (1) | JPS61110441A (ja) |
| DE (1) | DE3440109A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01155633A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-19 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPH01170035A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-07-05 | Amp Inc | マイクロ入出力ピンおよびその製造方法 |
| JPH0277138A (ja) * | 1987-10-28 | 1990-03-16 | Hitachi Ltd | 電子部品の接続構造及びそれを用いた電子装置 |
| JPH03502388A (ja) * | 1988-02-05 | 1991-05-30 | レイケム・リミテッド | 単一軸状電気伝導部品の製造方法 |
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