KR100258651B1 - 상호 접속 및 캡슐화 구조체와 그의 형성 방법 - Google Patents

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포만 제프리 엘
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Abstract

전기적인 상호 접속 및 캡슐화를 위해 필름 두께를 통해 연장되는 전기 전도성 필라멘트들의 덩어리로 패턴화된 유전성 접착성 필름이 제공된다. 이 유전성 접착성 재료는 재가공될 수 있다. 필라멘트 덩어리는 높은 전류 밀도로 귀금속을 선택적으로 전기 도금함으로써 형성된다.

Description

상호 접속 및 캡슐화 구조체와 그의 형성 방법
본 발명은 반도체 장치의 전기적 상호 접속에 관한 것으로서, 특히, 시험 또는 이용 목적으로 반도체 칩 또는 웨이퍼를 상호 접속하거나 또는 캡슐화(encapsulating) 하기 위한 접점을 양면 상에 갖는 접착성 필름에 관한 것이다.
반도체 장치 또는 칩과 기타 다른 전기적 장치는 통상적으로 시험, 번-인, 이용(testing, burn-in and utilization)을 위해 전기적으로 상호 접속된다. 상호 접속 방법의 예로서는 강성 탐침과 접점, 유연성 탐침과 접점, 결선, 납땜, 용접이 있었다. 칩 상에서의 상호 접속의 기하학적 형태는 상호 이격된 패드, 범프 또는 접점들의 라인 또는 선형 어레이(a line or linear array of peripherally spaced pads, bumps or contacts)로부터 이차원적으로 이격된 패드 또는 범프의 구역 어레이(area array)에 이르기까지 다양하다. 선형 어레이나 구역 어레이에서 패드 또는 범프는 통상적으로 그 어레이에서의 폭 및 중심과 중심간의 간격이 일정하다. 구역 어레이에서 접점들의 어레이는 통상적으로 서로에 대해 직교하는 행 및 열과 같은 패턴으로 배열된다. 집적 회로 칩 또는 다이(die)에서는 접점 어레이가 더욱 조밀해지고 단위 칩당의 접점수가 더욱 증가된다. 한 제조 업체인 미국 뉴욕 아몬크 소재의 인터내셔널 비즈니스 머신즈 코퍼레이션(International Business Machines Corporation)은 집적 회로상에서 위로 약 0.125mm 만큼 연장되고 주로 납과 주석(Pb-Sn)으로 이루어지며 횡단면이 반구형 또는 타원형인 C4 범프라고 하는 접점을 이용한다.
미국 특허 제 5,207,585호에는 강성 탐침 위의 제 1 접점 어레이와 전기 장치상의 대응 접점 어레이 사이에 전기 접점을 제공하기 위한 장치가 개시되는데, 이 장치는 유연성 막을 포함하며, 이 유연성 막에 형성된 전극의 어레이는 상측 표면과 하측 표면 위로 연장된다. 유연성 막은 커브형의 상측 및 하측 표면을 형성하는 두께와 전극들이 서로 독립적으로 이동될 수 있게 하는 탄성을 갖는다. 전극은 다수의 볼록한 부분과 오목한 부분을 갖는다. 볼록한 부분은 접점의 표면을 관통하고 오목한 부분은 관통을 제한한다.
전기 전도성 충전재(filler)를 포함하는 중합성 접착제는 저임피던스의 전기적 상호 접속을 위해 납땜의 대안으로서 제공된다. 이 전도성 접착제는 납 합금과 용제 세척 처리 폐기물과 관련된 건강 및 환경 오염의 염려를 없애주고 더욱 큰 내피로성의(fatigue resistant) 전기적 접합을 제공할 수도 있다.
전도성 접착제는 비등방성 (z 축) 전도성 필름 또는 등방성 전도성 페이스트(paste)로서 시판되고 있다. 비등방성 전도성 접착제는 유연성 부재와 유연성 부재간을 또는 유연성 부재와 강성 부재간을 갭이 없게 충전하는 용도(non-gap filling flex-to-flex or flex-to-rigid applications)로 제한된다. 전형적으로는 동평면성 공차 때문에, 강성 부재와 강성 부재간의 접합에 비등방성 전도성 필름이 이용될 수 없다. 비등방성 접착제를 이용하는 강성 부재와 강성 부재를 접합하는 일예로서는 칩-온-유리(chip-on-glass)가 있다. 칩-온-유리(COG) 접합에서는, 유리/실리콘 표면 연마의 고유한 평탄 특성이 이용되기 때문에 엄격한 동평면성 공차(〈10 미크론)가 달성된다. 비등방성 전도성 접착제는 LCD와 같은 고임피던스 공차 응용에서 흔히 사용되나 저임피던스에의 응용은 새로운 것이다. 입자 밀도, 기하학적 형태, 중합성 크립(creep)은 작고 안정된 접합 저항을 훼손시킨다. 분산에 있어서의 장애는 침착 방식에 대한 제약 요소로 작용하며 등방성 전도성 접착제에 대한 전도성 충전재 농도를 제한한다. 넵콘 웨스트 92(Nepcon West '92)의 1372-1380 쪽에 개시된 제이. 피. 아너(J. P. Honore) 등의 "전도성 접착제의 신뢰도 검사(Reliability Testing of Conductive Adhesives)"에서는 활성면 설치 장치뿐만 아니라 분산면 설치 장치 모두를 부착하기 위해 은으로 충전된 비등방성 전기 전도성 접착제를 사용하는 것을 설명하고 있다. 여기서 보고하고 있는 접촉 저항 데이타는 최소 160% 정도의 큰 증가를 나타낸다. 전형적으로 얇은 은 조각은 상호 접속될 피착물의 패드 표면에 평행하게 배열된다. 그 결과, 얇은 은 조각과 패드 사이의 예리한 거칠은 접촉이 완화되어 접촉 저항이 감소된다. 1992년 2월 하이브리드 회로 기술(Hybrid Circuit Technology)에서 에프. 쿨레스자(F. Kulesza) 등의 "납땜 없는 플립 칩 기술(Solderless Flip chip Technology)"에서는 전기 전도성 접착제와 플립 칩 상호 접속을 설명한다. 칩은 부분적으로 경화된(B 단계의) 전도성 에폭시를 수용하기 때문에 상호 접속 신뢰도가 불량하다. 칩 배치 전에 캐리어는 동일한 전도성 접착제를 수용한다. 경화된 접합부는 캐리어 상의 접착성 페이스트와 B 단계 칩 에폭시 범프간의 부가적인 인터페이스를 갖는다. 이 인터페이스에서의 폴리머 스키닝(polymer skinning)은 전기 컨덕턴스에 불리하게 영향을 미칠 것이다. 1993년 12월 IEEE 회보 콤포넌트, 하이브리드 제조 기술 제 16권 8호의 디. 창(D. Chang) 등에 의한 "Z 축 전도성 접착제의 가속 수명 검사(Accelerated Life Test of Z-Axis Conductive Adhesive)"에는 입자 충전재로부터 은 이동이 중단되는 비등방성 전도성 접착제에 대한 신뢰도 검사 결과가 설명된다. 전기 전도성 접착성 테이프에 관한 영국 특허 GB 2 223 135 B에는 입자 사이의 x y 평면 절연을 유지하면서 더 높은 입자 로딩을 달성하는 것이 설명된다. 미국 특허 제 5,275,856호에는 전도성 페이스트로 채워진 구멍을 갖는 패턴화된 비등방성 전도성 접착제가 설명된다. 미국 특허 제 5,180,888호에는 전형적인 비등방성 접착제보다 더 높은 충전재 로딩을 허용하는 입자 코팅 개념이 설명된다. 전기 접점 저항의 개선은 매 구역 마다 상호 접속하는 입자의 수를 증가시킴으로써 달성된다. 입자는 전기 전도성 서브레이어(sublayer)의 접합, 노출, 해방 동안 상호접속될 패드들 사이에서 파열되는 절연 코팅으로 코팅된다. 결합될 패드로부터 떨어져 있는 구역에서 입자 코팅은 파열되지 않는다. 미국 특허 제 5,300,340호에는 상호 접속될 패드 야금 보다 더 강성의 입자를 이용하는 비등방성 접착제가 설명된다. 도금을 갖는 유리 입자는 강성 입자로 간주된다. 강성 입자는 상단면 야금을 통하여 변형 및 파열될 것으로 예측되고 신뢰할 수 있는 상호 접속을 부여한다. 미국 특허 제 5,225,966호에는 필름내에 과도한 크기의 전도성 입자를 용인하는 비등방성 접착제가 공개된다. 연성 컴플라이언트(compliant) 금속은 상호 접속될 패드의 표면에 적용된다. 접착제내의 큰 입자는 연성 금속 표면을 변형시켜 더 작은 입자의 대다수가 상호 접속되도록 허용한다. 미국 특허 제 5,221,417호는 강자성 패드의 어레이를 규정하는 사진 석판 처리를 이용한다. 강자성 입자는 이들 패드상에 배치되고 입자는 접착성 필름에 포획된다. 미국 특허 제 4,731,282호는 z 축 전도를 제공하기 위해 입자 덩어리를 이용한다. 입자 덩어리 내에는 경화된 접착제에 의해 기계적으로 함께 지탱되는 여러 입자와 입자간 인터페이스가 있다. 이들 여러 인터페이스는 전체 상호 접속의 신로도를 더욱 불량하게 만들 것이다.
또다른 종래 기술에서, 알루미늄 패드를 갖는 칩은 니켈과 금으로 도금된 다음 등방성 전기 전도성 접착제로 접합된다. 이 종래기술의 단점은 접착성 재료가 열경화성이라는 점이다. 이 기술은 캡슐화를 제공하지 않으며 별도의 캡슐화 단계가 필요할 것이다.
미국 특허 제 5,059,262호는 유연성 기판에 플립 칩 상호 접속을 위한 패턴화된 비등방성 접착제를 개시한다. 10미크론 크기의 전도성 구형 입자의 덩어리는 원하는 풋프린트(footprint)로 규정된다. 입자의 한 표면은 평탄하다. 신뢰성 있는 거침 대 거침(asperity to asperity) 접촉을 위해서는 큰 수직력이 필요하기 때문에 평탄한 표면은 최소한의 양호한 기하학 구조이다.
본 발명은 필름 두께 범위내에서 또는 필름 두께를 초과하여 연장하는 연속 금속 필라멘트 형태의 절연된 전기 전도성 입자 덩어리로 패턴화된 유전성 접착성 필름에 관한 것이다. 유전성 접착성 필름 구조체는 저임피던스의 재가공 가능한 무납땜 전기 접합(low impedance, re-workable, solder free electrical joining)을 위해 전기적 상호 접속 및 캡슐화를 용이하게 할 것이다. 이들 패턴화된 덩어리는 0.002" 만큼의 갭을 지나서 상호 접속될 수 있다. 연속 금속 필라멘트는 전기 전도를 위해 입자 대 입자 접촉에 의존하는 접착제의 고유한 문제점을 배제한다. 작은 수직력으로 고응력 접점을 제공하는 신뢰성이 높은 도체 패드에 대한 상호 접속이 달성된다.
이들 필름의 제작은 개별 패턴의 많이 분기된 야금 필라멘트들을 도금함으로써 달성된다. 상기 패턴은 상호 접속될 구성 요소와 기판의 패턴과 정합된다. 패턴은 희생 금속 캐리어 상에 사진 석판술에 의해 규정될 수 있다. 패턴은 또한 xy 절연이 유지되는 한 랜덤하게 분산될 수도 있다. 상호 접속 필라멘트는 그 다음에 전기 도금된다. 포토마스크는 규정된 전기 도금된 금속 필라멘트 섬(island)이 남겨지는 상태로 제거된다. 유전성 접착제는 야금 섬 주변에 제공된다. 도금된 야금은 필름의 희생 금속 캐리어(캐소드)를 선택적으로 에칭함으로써 접착성 필름과 함께 해방된다.
또다른 실시예에서 유전성 접착제의 층은 금속 캐리어상에 형성된다. 금속 마스크는 접착제 층위에 배치되고 관통 구멍은 접착제 층에서 레이저 제거된다. 관통 구멍은 금속 캐리어에 엠보싱된 리세스와 대응한다. 마스크는 제거되고 금속 필라멘트의 섬은 관통 구멍을 채우기 위해 전기 도금된다. 금속 캐리어는 그 다음에 제거된다.
유전성 접착성 필름은 전기 접속 및 캡슐화를 위해 짝을 이루는 패드 표면에 정렬되어 열적으로 적층되는 것이 아니라 칩 카드 또는 기판 패드에 정렬될 것이다. 접착제는 의도된 응용에 대해 열 전도도와 열 팽창을 맞추기 위해 분산된 (유전성) 충전재를 포함할 수도 있다.
도 1, 2, 3은 본 발명의 유전성 접착성 필름 상호 접속 구조체를 제조하는 제 1 방법의 단계들을 도시하는 개략도.
도 4는 본 발명의 유전성 접착성 필름에 의한 장치의 상호 접속을 도시하는 개략도.
도 5-9는 본 발명의 유전성 접착성 필름 상호 접속 구조체를 제조하는 제 2 방법의 단계들을 도시하는 개략도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 금속 층 12 : 함몰부
14 : 상면 16 : 포토마스크
18 : 개구 20 : 상호 접속 덩어리
21 : 전기 도금된 야금 필라멘트 22 : 유전성 접착제 층
24 : 필름 26 : C4 패드
28 : 칩 30 : 접점 패드
32 : 기판 40 : 유전성 접착제 층
42 : 캐리어 기판 44 : 금속 마스크
46, 48 : 개구 50 : 덩어리
51 : 전기 전도성 필라멘트 52 : 상호 접속 구조체
본 발명은 필름 두께 범위내에서 또는 필름 두께를 초과하여 연장하는 절연된 전기 전도성 입자 덩어리로 패턴화된 유전성 접착성 필름에 관한 것이다. 입자는 수지상의 형태(dendritic in form)를 취할 수 있는 다수의 분기된 야금 필라멘트로 구성된다. 전기 전도성 덩어리를 갖는 유전성 접착성 필름은 저임피던스의 재가공 가능한 무납땜 전기 접합을 위해 전기적 상호 접속 및 캡슐화를 제공한다. 이들 패턴화된 덩어리는 0.002" 만큼의 갭을 지나서 상호 접속될 수 있다. 연속 금속 필라멘트는 전기 전도를 위한 입자 대 입자 접촉에 의존하는 접착제의 고유한 문제점을 없앨 것이다. 신뢰성이 높은 도체 패드에 대한 상호 접속은 작은 수직력으로 높은 응력 접점을 제공하는 다중 미세 포인트 특성에 의해 달성된다.
이들 필름의 제조는 사전 선택된 패턴의 많이 분기된 야금 필라멘트 덩어리를 도금함으로써 시작된다. 패턴은 상호 접속될 구성 요소 및 기판의 패턴과 짝을 이루도록 선택된다. 도면을 참조하면, 필름을 형성하는 처리는 희생 기판 재질의 선택으로 시작된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 덩어리를 형성하기 위해 도금될 금속 층(10)에는 우선 다수의 함몰부(12)가 제공된다. 함몰부는 상호 접속될 접점의 패턴에 따라 패턴화된다. 전술한 바와 같이, 램덤 패턴이 사용될 수도 있다. 상기 패턴은 사진 석판술로 규정될 수 있고 함몰부는 엠보싱 또는 다른 방법에 의해 형성된다. 엠보싱의 심도는 덩어리를 필름의 표면 너머로 연장시키고자 하는 거리에 대응할 것이다.
다음 단계에서 포토마스크(16)는 개구(18)가 엠보싱된 구역(12)과 정렬되는 상태로 금속 층(10)의 상면(14) 위에 침착된다. 마스크의 패턴은 희생 금속 캐리어(10)상에 사진 석판술로 규정될 수 있다. 그 다음 상호 접속 덩어리(20)는 전기 도금된다. 전기 도금 방법은 100 내지 1000mA/cm2범위의 높은 전류 밀도를 이용하는 것을 제외하면 종래의 방법과 같다. 높은 전류 밀도는 덩어리가 수지상의 분기된 금속 필라멘트로 구성되도록 마스크를 통해 금속이 전기 도금되게 한다. 도 2a에는 덩어리(20)의 구역 A가 확대 도시된다.
그 다음, 포토마스크(16)는 전기 도금된 야금 필라멘트(21)의 규정된 덩어리(20)가 남겨지는 상태로 제거된다. 유전성 접착제 층(22)은 그 다음 야금 덩어리 주위에 제공되어 도 3에서 도시된 바와 같이 전기 전도성 상호 접속부 덩어리의 패턴을 갖는 유전성 접착성 필름을 형성한다. 도금된 금속 덩어리는 필름의 희생 금속 캐리어(10)를 선택적으로 에칭함으로써 접착성 필름과 함께 해방된다. 도 4에 도시된 바와 같이 해방된 필름(24)은 칩, 카드 또는 칩(28)의 C4 패드(26)와 같은 기판 패드에 정렬되고 전기 접속 및 캡슐화를 위해 기판(32)의 대응 접점 패드(30)에 열적으로 적층된다. 접착제는 또한 의도된 응용에 대해 열 전도도 및 열 팽창을 맞추기 위해 분산된 (유전성) 충전재도 또한 포함할 수도 있다.
또다른 제조 방법에서, 유전성 접착제 층(40)은 캐리어 기판(42)의 상면 상에 형성된다(도 5). 미리 형성된 금속 마스크(44)는 접착제 층의 상면에 배치된다. 금속 마스크는 엠보싱될 수도 있거나 엠보싱되지 않을 수도 있는 구역과 정렬되도록 패턴화된 개구(46)를 구비할 것이다. 접착제 층은 금속 마스크의 개구를 통하여 레이저 제거되어 개구(48)가 형성된다(도 7). 덩어리(50)는 그 다음 접착제 층의 개구를 통하여 도금된다(도 8). 그 다음 금속 마스크와 캐리어 층은 제거되어, 전기 전도성 필라멘트(51)의 패턴화된 덩어리를 갖춘 유전성 접착성 필름을 포함하는 상호 접속 구조체(52)를 남긴다(도 9).
본 발명의 선택적으로 충전된 접착성 필름은 전기적 성능을 개선할 것이며 종래의 등방성 전기 전도성 접착제와 관련된 처리를 단순화 한다. 봉형(rod-like) 또는 수지상 필라멘트의 배향(orientation)은 연속성을 위한 입자 대 입자 접촉에 대한 의존성이 최소화되게 할 것이다. 자립형(free-standing) 필름(24)을 이용하면 분배 유동학에 관한 염려가 배제될 것이며 상호 접속을 의도하는 곳의 충전재 농도가 증가될 수 있을 것이다.
선택적 충전은 비등방성 전도성 접착제를 능가하는 개선된 것이다. 종래의 비등방성 필름은 랜덤하게 그리고 균일하게 충전재로 로딩되므로, XY 면에서 입자 대 입자 상호 접속도가 통계적으로 어떤 최소 거리 대한 것일 가망은 없다. 더 정교한 피치를 제공하기 위해서는, 충전재 로딩을 감소시켜 XY 통신이 통계적으로 가능한 거리를 감소시킨다. 단점은 패드 대 패드를 상호 접속하는 구역에서 입자 밀도가 감소되었다는 점이다. 따라서, 보다 적은 수의 입자가 단위 구역당 z 축 접속을 이루므로 신뢰도가 감소한다. 종래의 비등방성 필름과는 달리, 선택적 충전에 의하면, 국부적인 도체 농도를 벌크 전도도(bulk conductivity)를 위해 임계 용적분(the critical volume fraction)보다 더 높게 할 수 있다. 전기 절연은 전기 전도성 충전재를 포함하지 않는 접착제의 영역에 의해 보장된다. 이들 필름은 갭 충전 필름일 것이다.
본 발명은 다음과 같은 특성과 장점을 제공한다.
1. 유전성 접착제 매트릭스로 사진 석판 해상도로 패턴화 되고 배향된 전기 전도성 덩어리를 포함하는 합성 필름.
2. 동시적인 전기 상호 접속 및 캡슐화를 위한 처리.
3. 열 또는 선택적 용해를 통해 재가공 가능한 전기 상호 접속용 수단.
4. 갭 충전 능력을 갖춘 z 축 전도성 접착성 필름.
5. 고응력, 저수직력의 z 축 전도성 접착성 필름.
6. 캐리어 및 구성 요소 패드상의 절연 필름을 관통할 수 있는 분기된 필라멘트.
7. 현행 z 축 접착제로 허용될 수 있는 것보다 더 조밀하고 정교한 피치 능력.
8. 분산된 전기 절연 충전재의 부가에 의한 벌크 필름 열 전도도와 열 팽창에 대한 제어.
9. 접착성 조성물의 조정에 의한 접합 온도에 대한 제어. 에폭시의 감성 온도(degradation temperature) 이하에서의 접합이 가능하다.
10. 끝이 뾰족한 접촉 표면이 큰 표면 구역내로 침투하는 안정적인 저 접촉 저항성의 접촉 메카니즘을 제공하는 낮은 벌크 고유 저항의 전기 도금된 덩어리.
더 나아가, 직경이 50 미크론인 덩어리는 비등방성 접착제의 전형인 10 미크론의 단일 규격화된 입자보다 평탄성이 떨어지는 경우에 적합할 수 있다. 수지상 필라멘트는 팔라듐으로서, 은의 경우에서와 같은 원자 이동에 관련된 염려에 시달리지 않는다. 이들 고체 금속 특징은 금속 표면상의 필름을 관통하는 예리한 거친 표면을 제공하며 접촉 저항이 안정화되게 큰 수직력을 유지한다. 수지상 필라멘트 덩어리가 패턴화 될 수 있기 때문에 본 발명은 더 양호한 x y 절연성을 갖는다. 또한, 수지상 필라멘트의 조밀한 패킹 때문에 상호 접속의 총 접촉 저항이 작다. 패턴화는 접촉 저항을 개선하기 위한 방법이다. 전형적으로 비등방성 접착제는 x y 면 통신이 발생하지 않도록 하기 위하여 여과 임계 로딩(percolation threshold loading) 이하의 랜덤 입자 분산을 이용한다. 패턴화로, 상호 접속 위치에 원하는 곳에만 입자가 배치되기 때문에 입자 밀도가 증가될 수 있다. 패턴화는 접착제 매트릭스에 기계적으로 구멍을 뚫거나 레이저로 제거하는 것에 의해 수행된다. 전도성 페이스트 재료는 구멍을 채우기 위해 스크린된다. 다음은 세가지 제조 실시예이다.
1. 수지상 재료를 x y 절연이 보증되는 농도로 금속 표면상에 랜덤하게 도금한다. 접착제를 유동, 스크린, 분사 또는 스핀 코팅시켜 수지상 재료 영역을 포함케한다. 수지상 재료가 도금된 금속 기판을 화학적으로 에칭하여 비등방성 전기 전도성 접착성 필름을 해방시킨다.
2. 사진 석판 처리를 이용하여 접착성 필름에 패턴을 규정하고 패턴화된 구멍에 수지상 재료를 도금한다.
3. 접합될 하나 또는 두 피착물의 상호 접속 패드와 수지상 재료를 준비한다. 비전도성 접착제를 정렬된 피착물들 사이에 배치한다. 적절한 온도, 힘, 휴지 시간(dwell time)을 적용하여 접착제를 압착해서 한 표면의 수지상 재료가 제 2 표면과 전기 접촉되게 한다. 접착제는 재가공 가능한 열가소성 재료 또는 열경화성의 재가공 불가능한 재료일 수 있다. 수지상 재료의 끝이 뾰족한 특성은 낮은 수직 응력(20g)에서 신뢰할 수 있는 접점을 제공한다.
분기된 야금 필라멘트의 침착은 니켈 또는 구리 기판상의 팔라듐 전기 도금으로 입증된다. 그러나, 어떠한 귀금속도 도금 재료로서 이용될 수 있다. 야금술은 확립된 사진 석판 처리로 패턴화된다. 유전성 접착성 필름은 상용 또는 가정용 혼합물로 사용할 수 있다(예를 들면 열가소성 폴리이미드 실록산 또는 폴리설폰). 이들 접착제는 귀금속 충전 등방성 도체 응용에서 특징을 나타낸다.
본 발명은 세라믹, 에폭시, TAB 또는 유연성 접속기 및 기판의 로우-하이 엔드(low to high end packaging) 패키징에서 장치 상호 접속 또는 직접 칩 부착을 위해 마이크로 전자 산업에서 이용될 수 있었다.
본 발명은 전기 접합을 위해 납땜에 대한 대안을 제공한다. 선택적 충전 접착성 필름은 현재 이용 가능한 상호 접속 기술에 비해 처리를 단순화하고 응용 범위를 증대시키며 성능을 개선한다. 필름은 전기 접속과 캡슐화 처리를 통합한다. 필름은 갭 충전을 필요로 하는 동평면성 공차의 상호 접속에 응용할 수 있다.
본 발명의 수지상 덩어리는 거침-거침 접점에서 응력점이 높다는 장점을 가져서 본질적으로 작고 더욱 안정된 접촉 저항을 제공하게 된다. 또한, 수지상 덩어리에 의해 상호 접속 갭이 더 두껍게 될 수 있다(50미크론 대 10미크론). 동평면성과 유연성에 대한 요건이 종래 기술에 비해 덜 엄격하다.
본 발명이 본 발명의 양호한 실시예에 관해 특별히 도시되고 설명되었으나 본 발명의 정신과 범위에서 벗어남이 없이 형식과 세부 사항에 있어서 상기 및 다른 변경이 이루어질 수 있다는 사실은 본 기술 분야의 기술자들에 의해 이해될 것이다.
이상과 같은 본 발명의 상세한 설명에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따르면, 반도체 칩 또는 웨이퍼를 상호 접속하거나 또는 캡슐화 하기 위하여 필름 두께를 통해 연장되는 전기 전도성 필라멘트의 덩어리로 패턴화된 유전성 접착성 필름을 제공할 수 있다.

Claims (37)

  1. 상호 접속 및 캡슐화 구조체(An interconnection and encapsulation structure)에 있어서,
    ① 제 1 및 제 2의 양쪽 표면과 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 연장되는 다수의 관통 구멍을 구비하는 유전성 접착성 필름과,
    ② 각각의 상기 관통 구멍에 채워져 상기 제 1 및 제 2 표면 너머까지 연장되는 전기 전도성 필라멘트의 덩어리
    를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름은 열가소성 재료를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열가소성 재료는 폴리이미드 실록산인 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 열 가소성 재료는 폴리설폰인 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  5. 상호 접속 및 캡슐화 구조체에 있어서,
    ① 다수의 제 1 접점 위치를 가진 제 1 기판과,
    ② 다수의 제 2 접점 위치를 가진 제 2 기판과,
    ③ 다수의 상호 접속 덩어리 수단을 구비하는 유전성 접착성 필름─상기 다수의 상호 접속 덩어리 수단은 상기 유전성 접착성 필름을 통해 연장되는 다수의 전기 전도성 필라멘트를 포함하며, 상기 필름은 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치되고, 상기 다수의 상호 접속 덩어리 수단은 상기 제 1 및 제 2 접점 위치를 전기적으로 접속함―
    을 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 필름은 상기 제 1 및 제 2 접점 위치의 전기 회로 구성 요소를 캡슐화하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기 회로 구성 요소는 전기 회로에 대한 전기 접속을 형성하기 위한 수단을 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 전기 전도성 필라멘트는 상기 유전성 접착제의 사전 선택된 위치에서 대응하는 다수의 관통 구멍을 통해 연장되는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름은 열가소성 재료를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열가소성 재료는 폴리이미드 실록산인 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 열가소성 재료는 폴리설폰인 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  12. 상호 접속 및 캡슐화 구조체를 형성하는 방법에 있어서,
    ① 제 1 및 제 2의 양쪽 표면을 구비하는 유전성 접착성 필름을 제공하는 단계와,
    ② 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 연장되는 다수의 관통 구멍을 선택적으로 형성하는 단계와,
    ③ 상기 제 1 및 제 2 표면 너머까지 연장되는 전기 전도성 필라멘트의 덩어리로 각각의 상기 관통 구멍을 채우는 단계
    를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    ④ 전기 전도성 재료 층위에 상기 유전성 접착제 층을 제공하는 단계와,
    ⑤ 상기 관통 구멍을 통해 금속을 전기 도금하여 상기 전기 전도성 필라멘트의 덩어리를 형성하는 단계와,
    ⑥ 상기 전기 전도성 재료 층을 선택적으로 제거하는 단계
    를 더 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  14. 상호 접속 및 캡슐화 구조체를 형성하는 방법에 있어서,
    ① 전기 전도성 재료 층을 제공하는 단계와,
    ② 상기 전기 전도성 재료 층의 한 표면 위에 다수의 전기 전도성 필라멘트의 덩어리를 선택적으로 형성하는 단계와,
    ③ 상기 다수의 덩어리를 둘러싸게 상기 전기 전도성 재료의 상기 한 표면 위에 유전성 접착제 층을 형성하는 단계와,
    ④ 상기 전기 전도성 재료 층을 선택적으로 제거하는 단계
    를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    다수의 덩어리를 선택적으로 형성하는 단계는
    ⓐ 상기 전기 전도성 재료의 한 표면 위에 마스크를 침착하는 단계와,
    ⓑ 상기 마스크 위에 패턴을 사진 석판술에 의해 규정하는 단계와,
    ⓒ 상기 패턴에 대응하게 상기 마스크에 다수의 관통 구멍을 선택적으로 형성하는 단계와,
    ⓓ 상기 관통 구멍을 통해 상기 금속을 전기 도금하는 단계와,
    ⓔ 상기 마스크를 제거하는 단계
    를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 마스크의 상기 다수의 관통 구멍은 상기 전기 전도성 재료 층의 리세스된 영역과 정렬되는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름의 열 전도도와 열 팽창을 사전 선택하기 위해 상기 접착제 층내에 유전성 충전재(filler)를 분산시키는 단계를 더 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름의 열 전도도와 열 팽창을 사전 선택하기 위하여 상기 접착제 층내에 유전성 충전재를 분산시키는 단계를 더 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름은 상기 유전성 접착성 필름의 열 전도도와 열 팽창을 사전 선택하기 위하여 분산된 유전성 충전재를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 전기 도금은 높은 전류 밀도에서 실행되는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 전기 도금은 높은 전류 밀도에서 실행되는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  22. 상호 접속 구조체에 있어서,
    ① 제 1 및 제 2의 양쪽 표면과 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 연장되는 다수의 관통 구멍을 구비하는 유전성 접착성 필름과,
    ② 각각의 상기 관통 구멍에 채워지는 전기 전도성 필라멘트의 덩어리
    를 포함하는 상호 접속 구조체.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름은 열가소성의 재가공 가능한 재료를 포함하는 상호 접속 구조체.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 유전성 재료는 열경화성의 재가공 불가능한 재료인 상호 접속 구조체.
  25. 상호 접속 및 캡슐화 구조체에 있어서,
    ① 다수의 제 1 접점 위치를 가진 제 1 기판과,
    ② 다수의 제 2 접점 위치를 가진 제 2 기판과,
    ③ 수의 전기 전도성 필라멘트를 포함하는 다수의 상호 접속 덩어리 수단을 구비하는 유전성 접착성 필름―상기 필름은 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치되고, 상기 다수의 상호 접속 덩어리 수단은 상기 제 1 및 제 2 접점 위치를 전기적으로 접속함―
    을 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 필름은 상기 제 1 및 제 2 접점 위치의 전기 회로 구성 요소를 캡슐화하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 전기 회로 구성 요소는 전기 회로에 대한 전기 접속을 형성하는 수단을 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 다수의 상호 접속 덩어리 수단은 상기 유전성 접착제내의 사전 선택된 위치의 관통 구멍을 채우는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름은 열가소성 재료를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름은 열경화성의 재가공 불가능한 재료를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체.
  31. 상호 접속 및 캡슐화 구조체를 형성하는 방법에 있어서,
    ① 제 1 및 제 2의 양쪽 표면을 구비하는 유전성 접착성 필름을 제공하는 단계와,
    ② 상기 제 1 표면으로부터 상기 제 2 표면으로 연장되는 다수의 관통 구멍을 선택적으로 형성하는 단계와,
    ③ 전기 전도성 필라멘트의 덩어리로 각각의 상기 관통 구멍을 채우는 단계
    를 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    ④ 전기 전도성 재료 층위에 상기 유전성 접착제 층을 제공하는 단계와,
    ⑤ 상기 관통 구멍을 통해 금속을 전기 도금하여 상기 전기 전도성 필라멘트의 덩어리를 형성하는 단계와,
    ⑥ 상기 전기 전도성 재료 층을 선택적으로 제거하는 단계
    를 더 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름의 열 전도도와 열 팽창을 사전 선택하기 위하여 상기 접착제 층내에 유전성 충전재를 분산시키는 단계를 더 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  34. 제 14 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름의 열 전도도와 열 팽창을 사전 선택하기 위하여 상기 접착제 층내에 유전성 충전재를 분산시키는 단계를 더 포함하는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  35. 제 22 항에 있어서,
    상기 유전성 접착성 필름은 상기 필름의 열 전도도 및 열 팽창을 사전 선택하기 위하여 분산된 유전성 충전재를 포함하는 상호 접속 구조체.
  36. 제 31 항에 있어서,
    상기 전기 도금은 높은 전류 밀도에서 실행되는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
  37. 제 14 항에 있어서,
    상기 전기 도금은 높은 전류 밀도에서 실행되는 상호 접속 및 캡슐화 구조체의 형성 방법.
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