KR100913275B1 - 집적회로 구성요소와 연결되는 다이 - Google Patents

집적회로 구성요소와 연결되는 다이 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 장치는 적어도 제1 부분과 제2 부분을 갖는 다이(DIE)를 포함하며 상기 다이(DIE)의 제1 부분은 회로보드와 기계적으로 전기적으로 연결가능하다. 상기 장치는 다이의 제2 부분과 기계적으로 전기적으로 연결된 집적회로 구성요소를 포함한다. 동작 중에 상기 다이는 집적회로 구성요소를 통과하는 하나 또는 그 이상의 전기적 신호를 발생하도록 제공한다.
다이, 회로보드, 인터페이스, 컴플리언트, 캔틸레버, 집적회로

Description

집적회로 구성요소와 연결되는 다이{DIE CONNECTED WITH INTEGRATED CIRCUIT COMPONENT}
본원출원은 동일 출원인으로 하는 미국특허출원 제10/154,683호(ROBERT E. STEWART에 의해 2002년 5월24일 출원된 "COMPLIANT COMPONENT FOR SUPPORTING ELECTRICAL INTERFACE COMPONENT")의 CIP(CONTINUATION-IN-PART) 출원으로 위 출원의 전체적인 내용에 포함된다. 일실시예에서 보는 바와 같이 본 발명은 전자장치시스템에 관한 것으로 특히 전자장치시스템 내의 일부분에서 연결에 관한 것이다.
전자회로의 하나의 예에서와 같이 다중레이어를 갖는 세개면을 갖는 다이(DIE)는 다중레이어에 전기적 연결을 필요로한다. 예를 들어 와이어 결합(WIRE BONDS)은 각 레이어(LAYER) 사이에서 전기적인 연결을 제공하도록 제공된다. 몇몇의 경우에서 와이어결합은 다이(DIE)의 상부와 하부의 양면이 접촉하도록 만들어져야 한다. 다이(DIE)의 상부와 하부 양면 접촉을 갖는 와이어결합은 다이(DIE)의 다중측면 주위의 와이어 결합 래핑(WRAPPING)을 갖는 조립부품을 필요로 하는 결과를 초래한다. 다이(DIE)의 다중 측면을 랩(WRAP) 와이어 결합은 패키지 하기에 어려운 다이를 만든다. 상기 다이(DIE) 주위를 랩(WRAP)하는 와이어 결합은 다이(DIE)의 주변기기를 증가한다. 보다 큰 주변기기는, 다이(DIE)가 기판, 회 로보드 또는 그와 같은 보드에 올려질 때 다이(DIE)에 의해 이용된다. 또한 와이어 결합은 매우 얇기 때문에 스트레스 대미지에 영향을 받는다.
다른 실시예에서, 다이(DIE)는 전기적 피드를 갖는 하우징 내에서 패키지된다. 와이어결합은 접촉은 다이(DIE)의 서로 다른 레이어에 전기적 접촉을 만든다. 이러한 와이어 결합은 하우징 내를 통해 피드되도록 결합된다. 하우징 내를 통한 피드는 기판, 회로보드 또는 그와 같은 보드와 인터페이스를 허용한다. 와이어결합과 전기적 피드를 생성하는 것은 조립이 복잡하고 비용이 많이 들며 파손되기 쉽다.
다른 실시예에서 다이(DIE)는 하나 또는 그 이상의 레이어를 갖는다. 상기 다이(DIE)는 상기 다이(DIE)와 다른 재료의 기판, 회로보드 또는 그와 같은 보드에 전기적인 연결을 만든다. 상기 재료는 다르기 때문에 상기 재료들은 서로 다른 팽창/수축 계수를 갖는다. 팽창이 하나 또는 두개의 재료에서 일어나면 스트레스가 두개의 재료 사이의 연결에서 발생한다. 상기 스트레스가 충분히 커지면 연결이 실패되거나 끊어질 수 있다.
다른 실시예에서 다이(DIE)는 기판, 회로보드 또는 그와 같은 보드에 전기적으로 연결된다. 전환 또는 회전 움직임이 일어날 때 스트레스가 기판, 회로보드 또는 그와 같은 보드 사이의 연결에서 발생된다.
다른 실시예에서 프로세싱 전자장치(PROCESSING ELECTRONICS)는 상기 다이와 조합을 이루는데 이용될 수 있다. 프로세싱 전자장치(PROCESSING ELECTRONICS)와 다이(DIE)는 기판, 회로보드 또는 그와 같은 보드에 전기적 연결을 만든다. 두개 의 분리된 연결공간은 기판, 회로보드 또는 그와 같은 보드에서 이용되어야만 한다.
다른 실시예에서 프로세싱 전자장치(PROCESSING ELECTRONICS) 및 다이(DIE)는 함께 테스트를 통하여야 한다. 프로세싱 전자장치(PROCESSING ELECTRONICS) 및 다이(DIE)를 함께 테스트하는 것은 기판, 회로보드 또는 그와 같은 보드에 함께 인스톨되기 때문이다.
그러므로 다이(DIE)와 호환가능한 구조 사이의 인터페이스 내에서 증가된 내구성(DURABILITY)을 갖는 대한 다이(DIE)의 존재 필요성이 있다. 작아진 크기를 갖는 다이에 대한 필요성이 있다. 호환가능한 구조를 갖는 전기적으로 인터페이스가 쉬운 다이(DIE)의 존재 필요성이 있다. 동일한 연결공간을 이용하는 다이(DIE) 및 프로세싱 전자장치(PROCESSING ELECTRONICS)에 대한 존재의 필요성이 있다. 기판, 회로보드 또는 그와 같은 보드에 인스톨되기 전에 테스트되는 다이(DIE) 및 프로세싱 전자장치(PROCESSING ELECTRONICS)에 대한 존재의 필요성이 있다.
본 발명은 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치에 관한 것으로, 전기적 인터페이스 구성요소를 지지하는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소를 구비하는 다이와; 상기 다이와 기계적으로 전기적으로 연결되는 집적회로구성요소;를 포함하되, 상기 전기적 인터페이스 구성요소는 회로보드와 기계적으로 전기적으로 연결되며, 상기 다이는 상기 집적회로구성요소에 전달되는 전기적신호를 발생하도록 공급되는 것을 특징으로 한다.
도1은 하나 또는 그 이상의 레이어, 하나 또는 그 이상의 연결경로, 하나 또는 그 이상의 전기적 접촉위치, 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소 및 하나 또는 그 이상의 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소를 포함하는 다이(DIE)를 포함하는 장치의 일실시예를 도시한 것이고,
도2는 도1의 장치 다이(DIE)를 전개해서 도시한 것이고,
도3은 도1의 장치의 분리레이어와 다이(DIE) 사이에서의 전기적 연결의 일실시예를 도시한 것이고,
도4는 도1의 선4-4에 따른 다이(DIE)의 부분을 도시한 것이고,
도5는 도1의 선5-5에 따른 다이(DIE)의 부분을 도시한 것이고,
도6은 도1의 선6-6에 따른 다이(DIE)의 부분을 도시한 것이고,
도7은 도1의 장치의 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소의 일실시예를 도시한 것이고,
도8은 도1의 장치 다이(DIE)의 다른 실시예를 도시한 것이고,
도9는 도1의 장치 다이(DIE)의 또 다른 실시예를 도시한 것이고,
도10은 도1의 장치 다이(DIE)의 부가적인 다른 실시예를 도시한 것이고,
도11은 도1의 장치 다이(DIE)의 웨이퍼 구조 패턴의 일실시예를 도시한 것이고,
도12는 도1의 장치 다이(DIE)와 상기 다이의 리세스 내에 수용가능한 전기적 구성요소를 도시한 것이고,
도13은 도1의 장치 다이(DIE)와 상기 다이에 연결되는 전기적 구성요소를 도시한 것이고,
도14는 도1의 장치 다이(DIE)와 상기 다이에 연결되는 전기적 구성요소를 도시한 것이고,
도15는 다이(DIE), 전기적인 구성요소 및 도1의 장치의 분리레이어 사이의 연결의 일실시예를 도시한 것이고,
도16은 다이(DIE)와 도1의 장치의 분리레이어 사이의 연결의 일실시예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
도1 내지 도3을 참조하면, 장치(100)는 하나 또는 그 이상의 다이스(DICE, 102)와 하나 또는 그 이상의 분리레이어(310)를 포함한다. 상기 다이(DICE,102)는 마이크로-메카니컬 시스템("MEMS"), 센서, 액츄에이터, 악셀로미터(ACCELOMETER), 스위치, 스트레스 센서티브 집적회로 또는 그와 같은 장치를 포함한다. 상기 다이(DIE,102)는 하나 또는 그 이상의 레이어(160,162,164), 하나 또는 그 이상의 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(104,106,108,110,112,114,116,118), 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(120,122,124,126,128,130,132,134) 및 하나 또는 그 이상의 연결경로(136,138,140,142,144,146,148)을 포함한다. 상기 분리레이어(310)는 기판, 회로보드, 전자장치, 다이 또는 그와 같은 장치를 포함한다.
도4 및 도5에서 하나 또는 그 이상이 레이어(160,162,164)는 반도체, 인슐레이터, 컨덕터 또는 그와 같은 장치를 포함한다.
도6(도1의 선6-6 단면)에서, 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(116)는 다이(DIE,102)의 커버(160) 상부 에칭된 웰(610) 내에 구비된다. 상기 웰(610)은 상기 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(116)의 수축이 가능한 형상과 충분한 크기를 갖는다. 다른 실시예에서 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(116)는 다이(102)의 커버(160)의 인터페이스 표면(180)에 구비된다.
도1 및 도7에서 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)는 신축암(710)을 포함한다. 상기 신축암(710)은 다이(102)와 전기적 인터페이스 구성요소(130)에 결합된다. 예를 들면, 다이(102)는, 상기 암(710)과 전기적 인터페이스 구성요소(130)이 신축암(710) 내에 인가되는 스트레스에 응답하여 수축될 수 있는 공간을 각도록 패턴 내에서 에칭된다. 또 다른 실시예에서 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)는 다이(DIE,102)에 마이크로 머신(MICRO MACHINED)된 빔이다.
도7의 실시예에서 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)는 신축암(710)을 포함한다. 또 다른 실시예에서 신축암(710)과 커버(160) 또는 그와 같은 장치는 단일의 동종 재료로부터 에칭된다. 또 다른 실시예에서 상기 신축암(710)은 커버(160)과 같은 분리된 동종의 재료로부터 에칭되고 커버(160) 또는 그와 같은 장치에 결합된다. 또 다른 실시예에서 신축암(710)은 커버(160)과 같은 이종의 재료로부터 에칭되고 커버(160) 또는 그와 같은 장치에 결합된다.
또 다른 실시예에서 신축암(710)은 직선구조이다. 다른 실시에에서 신축암(710)은 하나 또는 그 이상의 언스트레스(UNSTRESS) 벤드(BEND), 커브(CURVE) 또는 그와 같은 형태를 갖는다. 또 다른 실시예에서 상기 신축암(710)은 다수의 암을 갖는다.
도9에서 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(108,110,116 및 118)의 서브세트는 단일방향 내에서 변환 움직임이 되는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소 및 팽창으로 인한 움직임 방향을 갖는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소가 되도록 설계된다. 일 실시예의 단일방향에서 변환 움직임은 다이(DIE,102) 평면에서 수평이다. 다른 실시예의 단일방향 내에서 변환 움직임은 다이(DIE,102) 평면에서 수직이다. 도9의 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(104,106,108,110,112,116,118)의 위치는 단일방향 내에서 변환 움직임이 되는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소 및 팽창으로 인한 움직임 방향을 갖는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소가 되도록 분리레이어(310)에 다이(DIE,102)의 전체 연결을 허용한다.
도10에서 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(108,110,116,118)의 제1 서브세트는 제1 방향에서 변환 움직임이 되는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소 및 팽창으로 인한 움직임 방향을 갖는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소가 되도록 설계된다. 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(104,106,112,114)의 제2 서브세트는 제2 방향에서 변환 움직임이 되는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소 및 팽창으로 인한 움직임 방향을 갖는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소가 되도록 설계된다. 실시예에서 제1 방향은 다이(DIE,102)의 평면 내에서 제2 방향의 것과 다르게 된다. 도10의 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(104,106,108,110,112,114,116,118) 위치는 다중방향 내에서 변환 움직임이 되는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소, 회전 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소 및 팽창으로 인한 움직임 방향을 갖는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소가 되도록 분리레이어(310)에 다이(DIE,102)의 전체 연결을 허용한다. 일 실시예에서 변환 움직임은 다이(DIE,102) 평면에서 수평이다. 다른 실시예의 변환 움직임은 다이(DIE,102) 평면에서 수직이고 수평이다. 변환, 회전 및 팽창 움직임의 다이(DIE,102) 연결 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소는 여러 응용분야에서 이용되며 예를 들면 카운터 밸런스 기계 공진기에서 이용될 수 있다. 상기 공진기는 각각의 위상 밖에서 하나 또는 그 이상의 큰 진동을 갖는다. 큰 부피는 동일한 주파수에서 진동이 필요하다. 이러한 응용분야에서 이용될 때, 변환, 회전 및 팽창 움직임을 허용하는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소 마운팅 구조(104,106,108,110,112,114,116,118)가 동일 주파수에서 진동하도록 두개의 큰 부피와 서로 결합될 것이다.
전기적 인터페이스 구성요소(130)는 컨덕티브 패드 또는 그와 같은 패드이다. 다른 실시예에서 전기적 인터페이스 구성요소(130)는 솔더볼(SOLDER BALL) 또 는 그와 같은 구조이다. 다른 실시예에서 전기적 인터페이스 구성요소(130)는 솔더볼(SOLDER BALL) 또는 그와 같은 구조로서 컨덕티브 패드 도는 그와 같은 패드와 연결된다.
실시예에서 연결경로(144)는 신호 루팅 트레이스이다. 상기 연결경로(144)는 하나 또는 그 이상의 레이어(160,162,164) 중의 하나에서 인터페이스 표면(180) 상의 전기적 인터페이스 구성요소(130)까지 전기적 신호를 통과하는데 이용된다.
실시예에서 다이(DIE,102)와 분리레이어(310) 사이에서의 연결은 하나 또는 그 이상의 플립 칩 기술, 볼 그리드 어레이 기술 및 패드 그리드 어레이 기술을 이용하여 이루어질 수 있다. 볼 그리드 어레이는 다이(DIE,102)의 인터페이싱 표면(180) 상의 컨덕팅 패드의 배열과 같이 배열되는 외부 연결이다. 설명을 위해 도면은 볼 그리드 어레이 기술을 이용한 장치(100)의 하나의 예를 도시한다. 레이어 접촉(190,430,432,434,436,438,440)과 전기적 인터페이스 구성요소(120,122,124,126,130,132,134) 사이의 전기적 연결은 연결경로(136,138,140,142,144,146,148)를 통해 만들어진다. 실시예에서 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(128)는 분리레이어(310)에 다이(DIE,102)를 전기적으로 인터페이스 하는데 이용되지 않는다. 실시예에서 전기적 인터페이스 구성요소(128)는 다이(DIE,102)의 특변한 예를 위한 여분이다. 또 다른 실시예에서 전기적 인터페이스 구성요소(128)는 다이(DIE,102) 내의 다수의 레이어 접촉(190,430,432,434,436,438,440) 내의 증가를 수용하려는 것이다.
도1 및 도3 내지 도5에서 다이(DIE,102)의 각 레이어(160,162,164)의 예에서 분리레이어(310)에 전기적 연결의 필요성은 분리레이어(310)와 인터페이스 하기 위한 인터페이스 표면(180)에 레이어의 연결을 가져온다. 실시예에서 다이(DIE,102)의 여러레이어(160,162,164)를 액세스 하기 위해 하나 또는 그 이상의 노치(150,152,154 및 156)은 다이(DIE,102) 내에 생성된다.
실시예에서 노치(156)는 홀(HOLE), 컷아웃(CUTOUT), 경로, 윈도우, 열림 및/또는 그와 같은 것이 될 수 있다. 상기 노치(156)은 임의의 레벨 또는 모든 레벨 및/또는 깊이에 도달할 수 있게 설계된다. 하나 또는 그 이상의 레이어 접촉(430,432,434,436,438,44)은 동일한 노치(156)을 통해 도달될 수 있다. 각 노치(150,152,154,156)는 임의의 다른 노치 (150,152,154,156)와 다른 크기, 형상 또는 깊이가 될 수 있다.
도11에서 노치(156)는 배치 프로세싱(BATCH PROCESSING)의 잇점을 갖기 위해 웨이퍼 레벨에서 에칭된다. 실시예에서 노치(150,152,154,156)는 일치하는 크기와 깊이가 되는 웨이퍼 상에서 에칭된다. 실시예에서 노치(150,152,154,156)은 다른 크기와 깊이가 되는 웨이퍼에서 에칭된다. 실시예에서 에칭은 이방성(ANISOTROPIC) 웨트 에칭(WET ETCH)이 될 수 있다. 다른 실시예에서 에칭은 드라이 반응 이온 에칭(DRY REACTIVE ION ETCH) 또는 그와 같은 에칭이 될 수 있다.
도1 내지 도5에서 레이어접촉(434) 연결은 연결경로(144)를 이용하여 인터페이싱 표면(180)으로 될 수 있다. 상기 연결경로(144)는 각각의 다이(DIE,102) 레이어 접촉(434)에 도달 하기 위해 노치(156)을 이용한다. 인슐레이터(410)은 레이어(160)와 다른 레이어 접촉(190,430,432,436,438,440)으로부터 연결경로(144)를 분리하는데 이용된다. 실시예에서 인슐레이터(410)는 이산화규소 유전체 절연레이어이다.
실시예에서 다이(DIE,102)는 분리레이어(310)에 인터페이싱 하기 위해 이용되는 레이어(160)와 다른 레이어(162,164)에 구비되는 하나 또는 그 이상의 레이어접촉(430,432,434,436,438,440)을 갖는다. 각 레이어(160,162,164)는 하나의 레이어 접촉(190,430,432,434,436,438,440) 보다 많은 것을 가질 것이다. 인슐레이터(412,416,418,420,422,426)는 다른 레이어(160,162)의 레이어접촉(190,430,432,434,436,438,440)과 다른 레이어(160,162,164) 자신으로부터 각 레이어(160,162)를 분리하기 위해 이용된다. 실시예에서 인슐레이터(412,416,418,420,422,426)은 이산화규소 유전체 절연레이어이다.
실시예에서 다이(DIE,102)와 분리레이어(310)는 동일한 재료가 아니어도 관계없고 동일한 팽창계수를 갖지 않아도 된다. 다이(DIE,102)와 분리레이어(310)가 서로 연결되고 열적변화되거나 팽창력/수축력이 일어날 때, 다이(102)는 일정량에 의해 팽창/수축될 것이고 다이(102)의 일정량과 다른량에 의해 분리레이어(310)는 팽창/수축될 것이다. 팽창과 수축의 양이 다이(DIE,102)와 분리레이어(310)에서 서로 다를 때, 다이(DIE,102)와 분리레이어(310)의 연결에서 인가되는 스트레스가 있을 것이다. 상기 스트레스는 다이(DIE,102)와 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)의 수축에 의한 분리레이어(310) 사이에서의 연결에서 경감된다.
실시예의 도1, 도7 및 도8에서 보여지는 바와 같이 연결에 인가되는 스트레 스는 다이(DIE,102)의 중간점(158)에서 전기적 인터페이스 구성요소(130)까지 반경방향 내에서 이루어진다. 실시예에서 인터페이스 구성요소(130)에 결합된 신축암(710)은 반경축에 수직으로 구비된다. 스트레스가 반경 방향 내에 있을 때 수직축 신축암(710) 위치는 전기적 인터페이스 구성요소(130)을 위한 언스트레스(UNSTRESS) 출발점을 제공한다. 상기 언스트레스(UNSTRESS) 출발점은 반경방향 내의 움직임의 광범위를 제공한다. 도8에 도시된 바와 같이 다른 실시예에서 신축암(710)은 전기적 인터페이스 구성요소(130)에 결합되고 하나 또는 그 이상의 다이(DIE,102) 에지에 평행하게 구비된다.
도4 및 도5에서 다이(DIE,102)는 센서 시스템이다. 상기 다이(102)는 세가지 요소의 레이어, 상부커버(160), 바닥커버(164) 및 센싱센터요소(162)를 갖는다. 각 요소레이어(160,162,164)는 또 다른 표면에 결합되는 각 표면에 부가되는 인슐레이터(412,418,420,426)와 대응된다. 컨덕팅재료(414,424)는 센터요소(CENTER ELEMENT,162)에 근접한 표면 상의 각 상부커버(160)와 하부커버(164)의 인슐레이터(412,426)와 일치하도록 구비된다. 상기 인슐레이터(416,422)는 컨덕팅재료(414,424) 상부에 구비된다. 상기 세가지 요소의 레이어(160,162,164)는 서로 결합된다.
실시예에서 다수의 레이어접촉(430,432,434,436,438,440)은 다이(DIE,102)의 레이어(160,162,164) 사이에 묻혀진다. 상기 레이어접촉(430,432,434,436,438,440)은 기판 또는 회로보드와 같은 분리레이어(310)로 직접 마운트되는 다이(DIE,102)를 위해 인터페이싱 표면(180)에 필요하다. 상기 인터페이싱 표면(180)은 다수의 전기적 인터페이싱 구성요소(120,122,124,126,128,130,132,134)를 갖는다. 노치(150,152,154,156)은 묻혀진 레이어 접촉(430,432,434,436,438,440)을 노출하도록 다이(DIE,102)에 만들어진다. 노치(156)의 벽을 따라 인슐레이터(410)는 요소레이어(160,162,164) 및 다른 레이어접촉(430,432,436,438,440)으로부터 연결경로(144)를 분리하도록 적용된다. 상기 목표레이어 접촉(434)은 레이어접촉(434)과 연결경로(144) 사이에 연결을 허용하는 인슐레이터(410)에 의해 커버되지 않을 것이다. 상기 연결경로(144)는 레이어접촉(434)에서 인터페이싱표면(180) 상의 전기적 인터페이스 구성요소(130)까지의 전기적 신호를 통과하는데 이용된다. 실시예에서 연결경로(144)는 신호 라우팅 트레이스(SIGNAL ROUTING TRACE)이다. 인터페이싱 표면(180)에서 전기적 인터페이스 구성요소(130)는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)에 결합된다. 상기 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)는 동일한 팽창성질을 갖는 분리레이어(310) 또는 서로 다른 팽창성질을 갖는 분리레이어(310)에 직접 연결되는 다이(DIE,102)를 허용한다.
도12 내지 도15의 또 다른 실시예에서, 장치(100)는 하나 또는 그 이상의 다이스(DICE,102), 하나 또는 그 이상의 전기적 구성요소(1220) 및 하나 또는 그 이상의 분리레이어(31)를 포함한다. 상기 다이(DIE,102)는 부가적으로 하나 또는 그 이상의 연결경로(1204,1206) 및 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(1208,1210)를 포함한다. 상기 전기적 구성요소(1220)는 하나 또는 그 이 상의 프로세싱 전자장치, 중앙프로세싱유닛(CPU), 집적회로 및 주문형반도체(ASIC)를 포함한다. 상기 전기적 구성요소(1220)은 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(1222,1224)를 포함한다.
실시예에서 연결경로(1204,1206)는 신호 라우팅 트레이스(SIGNAL ROUTING TRACE)이다. 상기 연결경로(1204,1206)는 컨덕팅 재료를 포함한다. 상기 연결경로(1204)는 노치(156)에 의해 노출되는 하나 또는 그 이상의 레이어(160,162,164)로부터 전기적 인터페이스 구성요소(128)까지의 전기적 신호를 통과하는데 이용된다.
하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(1208,1210)은 하나 또는 그 이상의 전기적 접촉, 컨덕티브 패드 및 솔더 볼을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(1208,1210)는 다이(102)로부터 전기적으로 절연된다.
도12의 실시예에서 전기적 구성요소(1220)와 다이(102)는 동일한 재료로 만들어지므로 팽창에서 다른점이 발생하지는 않을 것이다. 실시예에서 전기적 구성요소(1220)와 다이(DIE,102) 사이의 연결은 하나 또는 그 이상의 플립 칩 기술, 볼 그리드 어레이 기술 및 패드 그리드 어레이 기술을 이용하여 이루어질 수 있을 것이다. 실시예에서 전기적 구성요소(1220)와 다이(102)사이의 연결은 하나 또는 그 이상의 솔더 볼을 통해 만들어진다. 상기 하나 또는 그이 상의 솔더볼은 전기적으로 기계적으로 다이(DIE,102)의 전기적 구성요소(1220)에 연결된다. 하나 또는 그 이상의 솔더 볼은 다이(DIE,102)에 전기적으로 전기적 구성요소(1220)을 연결하는 컨덕티브 재료를 포함한다. 상기 하나 또는 그 이상의 솔더볼은 전기적 구성요소(1220)와 다이(DIE,102)를 기계적으로 연결하는 결합재료를 포함한다.
실시예에서 전기적 구성요소(1220)와 다이(DIE,102)는 서로 다른 재료로 만들어지기 대문에 팽창에서 서로 다른점이 발생할 것이다. 실시예에서 팽창은 하나 또는 그 이상의 열적변화, 재료 수명, 안정도에서의 차이 및 습도팽창 때문이다. 또한 하나 또는 그 이상의 플립 칩 기술, 볼 그리드 어레이 기술 및 패드 그리드 어레이 기술이 더해져 전기적 구성요소(1220)와 다이(DIE,102) 사이의 연결은 전기적 인터페이스 구성요소(1208,1210)을 지지하는 컴플라이언트(COMPLIANT) 마운트 구성요소를 이용하는 것으로 부터 잇점이 있다. 실시예에서 컴플라이언트(COMPLIANT) 마운트 구성요소는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)와 유사한 구조를 포함한다. 전기적 구성요소(1220)와 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)와 유사한 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소를 이용한 다이(DIE,102) 사이의 연결은 전기적 구성요소(1220)와 다이(DIE,102) 사이의 상대적인 움직임 내에서의 차이점을 무시할 수 있을 것이다.
도12에서 전기적 연결은 연결통로(1024)를 통해 만들어진다. 상기 전기적연결은 레이어접촉(1212)과 전기적 인터페이스 구성요소(1208) 사이에서 전기적 신호를 라우팅(ROUTE) 하도록 이용된다. 상기 전기적 인터페이스 구성요소(1208)은 전기적 신호를 전기적 구성요소(1220)의 전기적 인터페이스 구성요소(1222)에 전달한다. 실시예에서 전기적 인터페이스 구성요소(1222)는 전기적 구성요소(1220)의 입력을 포함한다. 실시예에서 전기적 구성요소(1220)은 다이(DIE,102)로부터 하나 또는 그 이상의 전기적 신호를 프로세스한다. 실시예에서 프로세스된 상기 전기적 신호결과는 전기적 구성요소(1220)의 전기적 인터페이스 구성요소(1224)에 구비된다. 프로세스된 상기 전기적 신호결과는 다이(DIE,102) 상의 전기적 인터페이스 구성요소(1210)에 전달된다. 프로세스된 상기 전기적 신호결과는연결경로(1206)을 통해 전기적 인터페이스 구성요소(130)에 전달된다. 상기 전기적 인터페이스 구성요소(130)는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(114)의 신축 지지부에 마운트된다. 실시예에서 상기 전기적 인터페이스 구성요소(130)는 분리레이어(310)와 연결을 위해 연결구성요소를 포함한다.
도15에서 다이(DIE,102)와 전기적 구성요소(1220)은 분리레이어에 마운트된다. 상기 다이(DIE,102)는 분리레이어(310)의 각 전기적 인터페이스 구성요소(1550,1552,1554,1556,1560,1562,1564,1566,1568,1570,1572,1574,1576,1578,1580)에 연결하기 위한 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(1510,1512,1514,1516,1518,1520,1522,1524,1528,1530,1532,1534,1536,1538,1540)를 포함한다. 실시예에서 전기적 인터페이스 구성요소(1550)는 전기적 구성요소(1220)의 출력을 포함한다. 실시예에서 전기적 인터페이스 구성요소(1550)는 연결경로(1590)을 통해 전기적 인터페이스 구성요소(1592)에 연결된다. 상기 전기적 인터페이스 구성요소(1592)는 분리구성요소에 전기적으로 물리적으로 결합되도록 하나 또는 그 이상의 연결슬롯(1594)을 포함한다. 실시예에서 상기 연결경로(1590)은 컨덕팅경로를 포함한다.
도12 내지 도15에서 전기적 구성요소(1220)는 분리칩이다. 상기 다이(DIE,102)에 전기적 구성요소(1220)을 구성하기 위해 전기적 기계적 연결이 다이(DIE,102)의 전기적 인터페이스 구성요소(1208)와 전기적 구성요소(1220)의 전기적 인터페이스 구성요소(1222) 사이에서 만들어진다. 실시예에서 상기 전기적 구성요소(1220)는 인터페이싱 표면(180)에 전기적으로 연결된다. 다른 실시예에서 상기 전기적 구성요소(1220)는 다이(102)의 리세스(1250) 내에 전기적으로 연결된다. 상기 리세스(1250)는, 전기적 구성요소(1220)가 리세스(1250)에 구비되도록 설계된다. 상기 리세스(1250)의 깊이는, 다이(DIE,102)와 전기적 인터페이스 구성요소(1220)가 분리레이어(310)에 연결될 때, 전기적 구성요소(1220)가 분리레이어(310)의 전기적 인터페이스 구성요소(1550)과 접촉하는 것으로부터 다이(DIE,102)의 전기적 인터페이스 구성요소(1510)을 가로막지 않도록 설계된다.
도14에서 전기적 구성요소(1220)는 전기적 구성요소(1220)을 포함도록 다이(DIE,102)를 설계하여 다이(DIE,102)에 완전히 구성된다. 다이(DIE,102)에 의해 발생된 하나 또는 그 이상의 전기적 신호는 통화전기적 구성요소(1220)에 직접적으로 피드(FED)된다.
도12 내지 도15에서 다이(DIE,102) 내의 전기적 구성요소(1220)을 갖는 것은 보다 높은 레벨을 갖는 통합보드를 생성한다. 전기적 구성요소(1220)와 다이(DIE,102)를 갖는 것은 오히려 분리레이어(310) 상의 단일 풋프린트(FOOTPRINTS)를 이용한 통합칩의 분리 풋프린트(FOOTPRINTS)를 이용한다. 그러므로 분리레이어(310) 상의 공간을 절약한다.
다이(DIE,102)로 통합되는 전기적 구성요소(1220)를 갖는 것은 분리레이어(310)에 완전하게 구성되는 것이외에 전기적 구성요소(1220)와 다이(DIE,102)의 테스트를 위해 허용된다.
도16에서 분리레이어에 다이(DIE,102)의 결합은 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(1512)로 만들어진다. 상기 분리레이어(310)의 전기적 인터페이스 구성요소(1512)는 전기적 인터페이스 구성요소(1552)를 통해 다이(DIE,102)에 연결된다. 다이(DIE,102)와 분리레이어(310) 사이의 연결은 하나 또는 그 이상의 솔더볼(SOLDER BALL)를 통해 만들어진다. 상기 솔더볼(SOLDER BALL)은 다이(DIE,102)와 분리레이어(310) 사이의 연결을 완전하게 하도록 가열되고 중심되고 냉각된다. 실시예에서 상기 솔더볼(SOLDER BALL)은 연결프로세스 동안에 함께 프레스되고 상기 솔더볼(SOLDER BALL)은 구형으로부터 변형된다. 하나 또는 그 이상의 솔더볼(SOLDER BALL)은 분리레이어(310)에 다이(DIE,102)를 전기적으로 연결하는 컨덕팅 재료를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 솔더볼(SOLDER BALL)은 분리레이어(310)에 다이(DIE,102)를 기계적으로 연결하는 결합재료를 포함한다.
실시예에서 하나 또는 그 이상의 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(104,106,108,110,112,114,116,118)에 대해 설명된 하나 또는 그 이상의 특징은 하나 또는 그 이상의 다른 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소(104,106,108,110,112,114,116,118)에 유사하게 적용된다. 실시예에서 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(120,122,124,126,128,130,132,134)에 대해 설명된 하나 또는 그 이상의 특징은 하나 또는 그 이상의 다른 전기적 인터페이스 구성요소(120,122,124,126,128,130,132,134)에 유사하게 적용된다. 실시예에서 하나 또는 그 이상의 연결경로(136,138,140,142,144,146,148)에 대해 설명된 하나 또는 그 이상의 특징은 하나 또는 그 이상의 다른 연결경로(136,138,140,142,144,146,148)에 유사하게 적용된다. 실시예에서 하나 또는 그 이상의 노치(150,152,154,156)에 대해 설명된 하나 또는 그 이상의 특징은 하나 또는 그 이상의 다른 노치(150,152,154,156)에 유사하게 적용된다. 실시예에서 하나 또는 그 이상의 전기적 인터페이스 구성요소(130,1510,1512,1514,1516,1518,1520,1522,1524,1526,1528,1530,1532,1534,1536,1538,1540)에 대해 설명된 하나 또는 그 이상의 특징은 하나 또는 그 이상의 다른 전기적 인터페이스 구성요소 (130,1510,1512,1514,1516,1518,1520,1522,1524,1526,1528,1530,1532,1534,1536,1538,1540)에 유사하게 적용된다. 실시예에서 하나 또는 그 이상의 전기적인터페이스구성요소(1550,1552,1554,1556,1558,1560,1562,1564,1566,1568,1570,1572,1574,1576,1578,1580)에 대해 설명된 하나 또는 그 이상의 특징은 하나 또는 그 이상의 다른 전기적 인터페이스 구성요소(1550,1552,1554,1556,1558,1560,1562,1564,1566,1568,1570,1572,1574,1576,1578,1580)에 유사하게 적용된다.
삭제
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니 고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 회로보드와 전기적으로 연결되는 전기적 인터페이스 구성요소를 지지하는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소를 구비하는 다이와; 상기 다이로부터 전기적신호를 공급받는 집적회로구성요소;를 포함하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 집적회로구성요소는 전기적신호에 근거하여 프로세스된 전기적신호를 발생하도록 제공되고, 상기 전기적신호는 상기 회로보드에 출력하도록 상기 다이에 전달되며,
    상기 집적회로구성요소는 프로세스된 전기적신호를 전기적 인터페이스 구성요소에 전달하는 것을 특징으로 하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치.
  3. 삭제
  4. 회로보드와 전기적으로 연결되는 전기적 인터페이스 구성요소를 지지하는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소를 구비하는 다이와; 상기 다이로부터 전기적신호를 공급받는 집적회로구성요소;를 포함하며 상기 다이(DIE)와 상기 회로보드 사이의 상대적인 움직임 하에서 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소는 상기 다이와 회로보드 사이의 연결에서 스트레스를 감소하도록 굽어지는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 다이(DIE)는 중심(center)을 갖고, 상기 다이는, 상기 다이의 중심과 전기적인터페이스 구성요소 사이의 반경을 가지며,
    상기 컴플라이언트 구성요소는 컴플라이언트 캔틸레버(COMPLIANT CANTILEVER)를 포함하고 상기 컴플라이언트 캔틸레버는 다이의 반경 구역에 수직인 것을 특징으로 하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상대적인 움직임은 상대적인 팽창을 포함하며, 상기 다이와 반경을 따라 있는 회로보드 사이에서의 상대적인 팽창에서,
    상기 컴플라이언트 캔틸레버는 상대적인 팽창을 조절하고,
    상기 컴플라이언트 캔틸레버는 다이와 회로보드에서 스트레스를 감소하도록 변형하는 것을 특징으로 하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치.
  6. 회로보드와 전기적으로 연결되는 전기적 인터페이스 구성요소를 지지하는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소를 구비하는 다이와; 상기 다이로부터 전기적신호를 공급받는 집적회로구성요소;를 포함하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 컴플라이언트 구성요소는 컴플라이언트 캔틸레버를 포함하고,
    상기 다이는 리세스(RECESS)를 포함하고, 상기 컴플라이언트 캔틸레버는 상기 리세스 내에 구비되고,
    상기 리세스(RECESS)는, 다이와 회로보드 사이의 상대적인 움직임을 조절하도록 컴플라이언트 캔틸레버의 움직임을 위한 공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치.
  7. 삭제
  8. 회로보드와 전기적으로 연결되는 전기적 인터페이스 구성요소를 지지하는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소를 구비하는 다이와; 상기 다이로부터 전기적신호를 공급받는 집적회로구성요소;를 포함하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 집적회로 구성요소는 다이의 외측표면 또는 다이의 외측표면 내의 리세스 내에 결합되는 것을 특징으로 하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치.
  9. 삭제
  10. 회로보드와 전기적으로 연결되는 전기적 인터페이스 구성요소를 지지하는 컴플라이언트(COMPLIANT) 구성요소를 구비하는 다이와; 상기 다이로부터 전기적신호를 공급받는 집적회로구성요소;를 포함하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 다이는 제1 인터페이스 표면을 포함하되,
    상기 제1 인터페이스 표면은 상기 직접회로구성요소에 입력을 제공하는 전기적 인터페이스 구성요소를 포함하고, 상기 제1 인터페이스 표면은 상기 직접회로구성요소로부터 출력을 수신하는 전기적 인터페이스 구성요소를 포함하며,
    상기 다이는 제2 인터페이스 표면을 포함하되,
    상기 제2 인터페이스 표면은 컴플라이언트 구성요소와 전기적 인터페이스 구성요소를 포함하고,
    연결경로는 제1 인터페이스 표면의 전기적 인터페이스 구성요소에 제2 인터페이스 표면의 전기적 인터페이스 구성요소를 전기적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 집적회로 구성요소와 연결되는 다이를 포함하는 장치.
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