KR101215251B1 - 솔더 폼, 나노-다공질 솔더, 칩 패키지 내의 발포형 솔더범프, 이를 조립하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

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Abstract

발포형 솔더 또는 나노-다공질 솔더가 집적 회로 패키지의 기판 상에 형성된다. 발포형 솔더는 쇼크 및 동적인 탑재 중의 균열을 억제하는 낮은 모듈러스(modulus)를 시현한다. 발포형 솔더는 집적 회로 장치와 외부 구조와의 사이의 통신을 위한 솔더 범프로서 사용된다.
HIP(hot-isostatic press), 발포형 솔더, 솔더 범프, 영률(Young's modulus), 나노-다공질 솔더

Description

솔더 폼, 나노-다공질 솔더, 칩 패키지 내의 발포형 솔더 범프, 이를 조립하는 방법, 및 이를 포함하는 시스템{SOLDER FOAMS, NANO-POROUS SOLDERS, FOAMED-SOLDER BUMPS IN CHIP PACKAGES, METHODS OF ASSEMBLING SAME, AND SYSTEMS CONTAINING SAME}
실시예들은 일반적으로 집적 회로 제조에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 마이크로 전자장치에 관련된 솔더 재료 및 형태에 관한 것이다.
솔더는 패키징된 집적 회로(IC)의 중요 부분이다. IC 다이는 때로는 프로세서와 같은 마이크로 전자장치 상에 제조된다. 솔더는 IC 다이와 외부 세계와의 사이의 결합을 완성한다.
고속 동작과 과열 방지를 위한 IC에 대한 증가하는 요구는 솔더(solder)에 대한 문제점을 제시한다. IC 패키지 내의 증가하는 열 응력(heat stress)은 솔더와 솔더가 접합된 기판 사이에 열 응력을 야기시킨다.
실시예들이 성취되는 방법을 나타내기 위하여, 위에서 간단히 언급한 실시예의 더 자세한 설명들은 첨부 도면들에 도시된 구체적인 실시예들을 참조하여 이루어질 것이다. 이러한 도면들은 반드시 스케일하도록 작도될 필요는 없으며 그리하 여 그 범위를 제한하도록 고려되어서는 아니되는 통상적인 실시예들만을 도시하는 것을 이해하여, 첨부 도면들의 사용을 통해 실시예들을 더욱 자세하고 상세하게 기술 및 설명하고자 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 셀형-폼(cellular foamed) 형태(morphology)의 발포형 솔더를 나타내는 현미경 사진의 컴퓨터 화상을 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 망형-폼(reticulated foam) 형태의 발포형 솔더를 나타내는 현미경 사진의 컴퓨터 화상을 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 기판 상에 발포형 솔더 코어 및 솔더 쉘(shell)을 포함하는 물품의 정단면도(elevational cross-section)이다.
도 4는 일 실시예에 따른 기판 상에 발포형 솔더 구체 및 중간 솔더층을 포함하는 물품의 정단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 기판 상에 발포형 솔더 연장 패드를 포함하는 물품의 정단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 발포형 솔더를 형성하는 공정을 나타낸다.
도 7은 일 실시예에 따른 공정 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 나노-다공질 솔더를 형성하는 공정을 나타낸다.
도 9A는 일 실시예에 따른 나노-다공질 솔더의 공정 중 물품의 정단면도이다.
도 9B는 일 실시예에 따른 나노-다공질 솔더의 또 다른 공정 후의 도 9A에 나타낸 물품의 정단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 나노-다공질 솔더 전구체를 처리하는 공정 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템을 나타낸 절개도(cut-away elevation)이다.
도 12는 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 개략도이다.
본 개시물의 실시예들은 IC 기판 상에 배치되는 발포형 솔더에 관한 것이다. 본 실시예들은 폐쇄 셀형(closed-cell) 및 망형 솔더를 형성하기에 유용한 발포형 솔더 야금에 관한 것이다.
이하의 설명에서는 설명만을 목적으로 한 것으로, 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되는 상부, 하부, 제1, 제2, 등의 용어를 포함한다. 본 명세서에 기재된 장치 또는 물품의 실시예들은 다수의 위치와 방향으로 제조, 사용, 또는 선적될 수 있다.
이하, 유사한 구조에 끝부분이 유사한 참조 부호가 제공되는 도면들에 대하여 설명한다. 다양한 실시예들의 구조를 가장 명확하게 나타내기 위하여, 본 명세서에 포함된 도면들은 집적 회로 구조의 도해를 나타낸다. 따라서, 제조된 구조의 실제 모양은, 예컨대, 현미경 사진 등은 도시된 실시예의 본질적인 구조를 여전히 포함하지만 다르게 나타날 수 있다. 또한, 도면들은 도시된 실시예들을 이해하기 위하여 필요한 구조들만을 도시하고 있다. 본 기술 분야의 공지의 추가적인 구조들은 도면의 명확성을 유지하기 위하여 포함되지 않았다.
도 1은 일 실시예에 따른 셀형-폼 형태의 발포형 솔더를 나타내는 현미경 사진(100)의 컴퓨터-화상을 나타낸다. 현미경 사진의 도해(100)는 발포형의 솔더 범프(110)를 포함한다. 셀형-폼 형태는 셀형 챔버(cellular chamber)(112) 및 셀형 벽(cellular wall)(114)으로 도시되어 있다. 따라서, 셀형-폼 솔더(cellular-foamed solder)는 실질적으로 발포형의 솔더 범프(110) 내의 유체 투과성 다공(fluid-permeable porosity)에 가깝다.
도 2는 일 실시예에 따른 망형 폼 형태의 발포형 솔더를 나타낸 현미경 사진(200)의 컴퓨터 화상을 나타낸다. 현미경 사진의 도해(200)는 발포형 솔더 범프(210)를 포함한다. 발포형 솔더 범프(210) 내의 유체 투과성 다공으로 인해 실질적으로 개방된 솔더의 핵(214)에 의해 망형 폼의 형태가 도시되어 있다.
이하, 발포형 솔더를 셀형 폼의 형태인지 또는 망형 폼의 형태인지 불문하고 간단히 "발포형 솔더"라 한다. 셀형 폼의 형태 또는 망형 폼의 형태의 다양한 실시예들은 달리 명시적으로 언급하지 않는 한 본 개시물에서 모든 도면들에 적용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 발포형 솔더는 제1 재료의 발포형 솔더이며, 발포형 솔더의 상대 밀도는 약 0.1 내지 약 0.9의 범위에 있다. "상대 밀도(relative density)"는, 발포형 솔더의 밀도가 동일한 재료의 고체 솔더와 비교되는 것을 의미한다. 동일한 재료의 고체 솔더는 표준 물질(reference material)에서 발견될 수 있는 바와 같은 순수 금속 및 솔더와 같은 재료의 고전 물리학적 밀도의 검토에 의해 확인될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 재료의 발포형 솔더는 약 0.5의 상대 밀도를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 제1 재료의 발포형 솔더는 약 0.6의 상대 밀도를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 제1 재료의 발포형 솔더는 약 0.7의 상대 밀도를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 제1 재료의 발포형 솔더는 약 0.8의 상대 밀도를 갖는다.
IC 패키지 내의 쇼크를 억제하기 위한 한 방법은, 솔더 범프 내의 솔더의 영률(Young's modulus)(m)을 향상시키는 것이다. IC 패키지 테스팅에서 실행되는 쇼크 로딩(loading) 조건 하에서, 다이나믹 로딩(dynamic loading) 및 임팩트 로딩(impact loading) 쌍방에 있어서 변형율은 약 102/sec의 단위일 수 있다. 이러한 변형율 하의 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 실시예는 소위 변형율 감도(strain-rate sensitivity)를 시현한다. 즉, 발포형 솔더 실시예는 변형율의 증가로 더 강하게 된다. 변형율 감도는 실시된 발포형 솔더 재료가 동작을 거치면서 높은 동상 온도(homologous temperature)에서 크게 된다. 예를 들어, m이 약 0.2이면, 102/sec의 변형율은 준정적(quasi-static) 항복 강도의 약 250%까지 항복 강도를 증가시킨다. 이러한 발견으로 인하여, 쇼크-로딩 조건 하에서, 플라스틱 변형은 억제되며, 발포형 솔더의 응력-변형 거동(stress-strain behavior)은 준정적 항복 강도에 있어서 금속의 전통적인 응력-변형 거동으로부터 양의 방향(positive)으로 벗어난다.
일 실시예에 있어서, 발포형 솔더는 순동, 구리-주석, 구리-주석-납, 구리-주석-은, 구리-주석-비스무스, 구리-주석-인듐, 등의 구리계의(copper-based) 솔더이다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더는 순수 니켈(pure nickel), 니켈-주석, 니켈-주석-납, 니켈-주석-은, 니켈-주석-비스무스, 니켈-주석-인듐, 등의 니켈계의 솔더이다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더는 펜실베니아 주, 웨인의 Johnson-Matthey사 제조의 NITINOL®과 같은 니켈-티타늄 형상 기억 합금(shape-memory alloy)이다. NITINOL®은 초가소성 거동을 시현하는 니켈-티타늄 합금이다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더는 순수 주석, 주석-니켈, 주석-납, 주석-인듐, 주석-납-니켈, 주석-니켈-은, 등의 주석계의 솔더이다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더는 순수 인듐, 인듐-주석, 인듐-납, 인듐-납-니켈, 인듐-니켈-은, 등의 인듐계의 솔더이다. 적용예에 따라서는 납계 솔더와 같은 다른 발포형 솔더가 사용될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 기판(320) 상에 제1 재료로 이루어진 발포형 솔더 코어(316) 및 제2 재료로 이루어진 솔더 쉘(318)을 포함하는 물품(300)의 정단면도이다. 일 실시예에 있어서, 기판(320)은 IC 다이이다. 일 실시예에 있어서, 기판(320)은 인쇄 회로 기판(printed-wiring board)과 같은 탑재 기판이다. 발포형 솔더 코어(316)는 개략적으로 도시되어 있으며, 일 실시예에 따라서 셀형 폼 솔더 또는 망형 폼 솔더(reticulated-foamed solder)일 수 있다. 도시된 바와 같이, 발포형 솔더는 도 1에 도시된 셀형 폼 솔더 범프(110)와 같은 셀형 챔버(312) 및 셀형 벽(314)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 발포형 솔더 코어(316)와 솔더 쉘(318)은 솔더 범프(310)를 구성한다. 기판(320)은 일 실시예에 따른 접합 패드(322)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 접합 패드(322)는 도금 공정의 특징인 연장된 원주상의(columnar) 그레인(grain) 형태를 시현한다. 접합 패드(322)는 일 실시예에 따르면 구리 접합 패드(322) 상의 금 플래쉬 층(flash layer)(324) 등의 플래쉬 층(324)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 솔더 범프(310)는 약 0.2 내지 약 0.7 사이 범위의 모듈러스(modulus)를 시현한다.
일 실시예에 있어서, 솔더 쉘(318)은 발포형 솔더 코어(316)의 금속간 유도체(intermetallic derivative)이다. 금속간 유도체는 금속간 재료를 형성하기 위하여 리플로우 등의 처리 조건 하에서 발포형 솔더 코어(316)와 혼합하는(intermingle) 임의의 조성일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 솔더 쉘(318)은 니켈-주석 금속간 재료이며, 발포형 솔더 코어는 니켈 또는 니켈 합금이다.
일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 코어(316)는 단위 직경(326)을 가지며, 솔더 쉘(318)의 두께(328)는 단위 두께의 약 1% 내지 약 100% 범위의 두께를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 솔더 쉘(318)은 단위 두께의 약 5% 내지 약 20% 범위인 두께를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 솔더 쉘(318)은 단위 두께의 약 6% 내지 약 19%의 범위인 두께를 갖는다.
일 실시예에 있어서, 솔더 범프(310)의 크기, 즉, 발포형 솔더 코어(316) 및 솔더 쉘(318)의 대략적인 치수는 접합 패드(322)의 크기에 의해 확인될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 접합 패드(322)는 약 106㎛이다. 일 실시예에 있어서, 솔더 코어(316)의 직경(326) 및 솔더 쉘(318)의 두께(328)의 2배도 약 106㎛ 이다. 적용예에 따라서 다른 치수가 선택될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 기판(420) 상의 발포형 솔더 구체(410) 및 중간 솔더층(430)을 포함하는 물품(400)의 정단면도이다. 일 실시예에 있어서, 기판(420)은 IC 다이이다. 일 실시예에 있어서, 기판(420)은 인쇄 배선 보드와 같은 탑재 기판이다. 발포형 솔더 구체(410)는 개략적으로 도시되어 있으며, 일 실시예에 따르면 셀형 폼 솔더 또는 망형 폼 솔더일 수 있다. 기판(420)은 일 실시예에 따른 접합 패드(422)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 접합 패드(422)는 도금 공정의 특징인 연장된 원주상(columnar)의 그레인 형태를 시현한다. 접합 패드(422)는 일 실시예에 따르면 구리 접합 패드(422) 상의 금 플래쉬 층(424)과 같은 플래쉬 층(424)을 포함한다. 발포형 솔더 구체(410) 위에는, 일 실시예에 따르면, 상부 기판(432)과 접합 패드(434)가 위치된다. 일 실시예에 있어서, 상부 기판(432)은 IC 다이이다. 일 실시예에 있어서, 상부 기판(432)은 인쇄 배선 보드와 같은 탑재 기판이다. 일 실시예에 있어서, 솔더 구체(410)는 약 0.2 내지 약 0.7 사이의 범위의 모듈러스를 시현한다.
일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 발포형 솔더 구체(410) 보다 더 밀도가 높은 리플로우 솔더(reflowed solder)이다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)의 리플로우는 발포형 솔더 구체(410)의 액상선 온도(liquidus temperature) 아래의 온도에서 수행된다. 예를 들어, 중간 솔더층(430)은 페이스트 매트릭스(matrix) 내의 구리의 나노 미립자(nano-particulate)로서 시작하며, 발포형 솔더 구체(410)는 원소 구리의 고전 물리학상의 융용 온도(melting temperature) 또는 그 근처의 용융 온도를 갖는 준비된 구체이다. 중간 솔더층(430)의 리플로우 시, 구리의 평균 그레인 크기는 일 실시예에 따르면 약 20㎛를 초과하지 않는다.
일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 구체(410)는 약 25㎛ 내지 약 200㎛ 범위의 직경(426)을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 구체(410)는 약 106㎛의 직경(426)을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 구체(410)의 크기는 접합 패드(422)의 크기에 의해 확인될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 접합 패드(422)는 약 106㎛ 이다. 적용예에 따라서 다른 치수가 선택될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 나노 미립자 솔더 페이스트 매트릭스를 이용하여 기판(420) 상에 형성된다. 일 실시예에 있어서, 나노 미립자 솔더 페이스트는 그 약 100%가 20nm의 스크리닝(screening)을 통과한 금속 입자들을 포함하며, 매트릭스는 용융제(fluxing agent) 및 휘발 성분과 같은 페이스트를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 구리 입자를 포함하는 나노 미립자 솔더 페이스트를 포함하며, 발포형 솔더 구체는 구리를 포함한다. 또한, 접합 패드(422)는 구리를 포함하며, 플래쉬 층(424)은 존재하지 않는다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 니켈 입자를 포함하는 나노 미립자 솔더 페이스트를 포함하며, 발포형 솔더 구체는 니켈을 포함한다. 또한, 접합 패드(422)는 니켈을 포함하며, 플래쉬 층(424)은 존재하지 않는다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 니켈-티타늄 합금 입자와 같은 형상 기억 합금의 나노 미립자 솔더 페이스트를 포함하며, 발포형 솔더 구체 또한 형상 기억 합금을 포함한다. 또한, 접합 패드(422)는 형상 기억 합금을 포함하며, 플래쉬 층(424)은 존재하지 않는다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 금속 입자를 포함하는 나노 미립자 솔더 페이스트를 포함하며, 발포형 솔더 구체는 이 금속 입자와 동일한 금속을 포함한다. 또한, 접합 패드(422)는 이 금속 입자와 동일한 금속을 포함하며, 플래쉬 층(424)은 존재하지 않는다.
중간 솔더층(430)의 처리는 솔더 페이스트를 포함하는 나노 미립자를 솔더 입자들이 리플로우하기 시작하는 저온까지 가열하는 것을 포함한다. 솔더 페이스트 매트릭스는 실질적으로 중간 솔더층(430) 내의 나노 미립자들을 부식 및/또는 산화 영향으로부터 보호하기 때문에, 중간 솔더층(430)은 리플로우 시 실질적인 그레인 성장(grain growth)을 억제할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 리플로우 후의 중간 솔더층(430)은 약 50nm 내지 약 20㎛의 범위의 평균 그레인 크기를 갖는다.
일 실시예에 있어서, 리플로우 전의 중간 솔더층(430)은 약 2nm 내지 50nm 범위의 크기를 갖는 입자를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 약 10nm 내지 약 30nm 범위의 크기를 갖는 입자를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 약 98%가 약 20nm 이하의 범위의 크기를 갖는 입자를 포함한다.
입자 크기의 실시예로 인하여, 중간 솔더층(430)의 금속 입자들의 응집(nucleation)은 고체(solid)로부터 고상선(solidus)으로의 천이를 일으키며, 이 천이는 약 400℃ 이하에서 시작될 수 있다. 예를 들어, 금(gold)은 고체-고상선 천이를 약 300℃에서 경험할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 약 400℃ 이하의 용융 온도를 포함한다. 금속 종류와 입자 크기에 따라서, 중간 솔더층(430)은 용융 온도에 있어서 수백 도의 변화를 가질 수 있다. 예를 들어, 고체 금속은 고전 물리학적 용융 온도로서 약 1064℃를 갖는다. 금이 본 명세서에 명시된 바와 같이 나노 미립자 중간 솔더층(430)으로 형성되는 경우, 용융 온도는 약 300℃로 감소될 수 있다. 이러한 고체-고상 온도 저감은 본 개시물에 명시된 모든 나노 미립자 솔더 조성 실시예들에 대하여 유용하다.
중간 솔더층(430) 및 발포형 솔더 구체(410)가 상이한 금속 또는 상이한 합금으로 이루어지는 경우, 이들 사이에 금속간 영역(431)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(430)은 구리-주석-인듐 솔더이며, 발포형 솔더 구체(410)는 구리 금속이다. 본 실시예에서의 금속간 영역(431)은 구리-주석 금속간 재료이다.
도 5는 일 실시예에 따른 기판(520) 상의 발포형 솔더 연장 패드(510)를 포함하는 물품(500)의 정단면도이다. 발포형 솔더 연장 패드(510)는 개략적으로 도시되어 있으며, 일 실시예에 따른 셀형 폼 솔더 또는 망형 폼 솔더일 수 있다. 기판(520)은 일 실시예에 따른 접합 패드(522)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 접합 패드(522)는 도금 공정의 특징인 연장된 원주상의 그레인 형태를 시현한다. 접합 패드(522)는 일 실시예에 따르면 구리 접합 패드(522) 상에 금 플래쉬 층(524)과 같은 플래쉬 층(524)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 연장 패드(510)는 약 0.2 내지 약 0.7 사이의 범위의 모듈러스를 시현한다.
일 실시예에 있어서, 도 4에 도시 및 설명된 임의의 중간 솔더층(436)과 동일한 물질일 수 있는 중간 솔더층(536)으로 발포형 솔더 연장 패드(510)가 준비된다. 또한, 일 실시예에 따르면, 전통적인 물리적인 금속의 고상 온도보다 크게 낮은 온도에서 리플로우 되도록 중간 솔더층(536)의 나노 미립자 금속이 처리될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 연장 패드(510)는 약 25㎛ 내지 약 200㎛ 범위의 특성 치수(526)를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 연장 패드(510)는 약 106㎛의 특성 치수(526)를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 연장 패드(510)의 크기는 접합 패드(522)의 크기에 의해 확인될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 접합 패드(522)는 약 106㎛ 이다. 적용예에 따라서 다른 치수가 선택될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 나노 미립자 솔더 페이스트 매트릭스를 사용하여 기판(520) 상에 중간 솔더층(536)이 형성된다. 일 실시예에 있어서, 나노 미립자 솔더 페이스트는 약 100%가 20nm 스크리닝을 통과한 금속 입자를 포함하며, 매트릭스는 용융제 및 휘발 성분과 같은 페이스트를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(536)은 구리 입자를 포함하는 나노 미립자 솔더 페이스트를 포함하며, 발포형 솔더 연장 패드(510)는 구리를 포함한다. 또한, 접합 패드(522)는 구리를 포함하며, 플래쉬 층(524)이 존재하지 않는다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(536)은 니켈 입자를 포함하는 나노 미립자 솔더 페이스트를 포함하며, 발포형 솔더 연장 패드(510)는 니켈을 포함한다. 또한, 접합 패드(522)는 니켈을 포함하며, 플래쉬 층(524)이 존재하지 않는다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(536)은 니켈-티타늄 합금 입자와 같은 형상 기억 합금의 나노 미립자 솔더 페이스트를 포함하며, 발포형 솔더 연장 패드(510) 또한 형상 기억 합금을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(536)은 금속 입자를 포함하는 나노 미립자 솔더 페이스트를 포함하며, 발포형 솔더 연장 패드(510)는 이 금속 입자와 동일한 금속을 포함한다. 또한, 접합 패드(522)는 이 금속 입자와 동일한 금속을 포함하며, 플래쉬 층(524)은 존재하지 않는다.
중간 솔더층(536)의 처리는 솔더 페이스트를 포함하는 나노 미립자를 솔더 입자들이 리플로우 하기 시작하는 낮은 온도까지 가열하는 것을 포함한다. 솔더 페이스트 매트릭스는 중간 솔더층(536)의 나노 미립자들을 부식 및/또는 산화의 영향으로부터 실질적으로 보호하기 때문에, 중간 솔더층(536)은 리플로우시 실질적인 그레인 성장을 억제할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 리플로우 후의 중간 솔더층(536)은 약 50nm 내지 약 20㎛ 이하의 범위의 평균 그레인 크기를 갖는다.
일 실시예에 있어서, 리플로우 전의 중간 솔더층(536)은 약 2nm 내지 50nm 범위의 크기를 갖는 입자를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(536)은 약 10nm 내지 약 30nm 범위의 크기를 갖는 입자를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층(536)은 약 98%가 약 20nm의 이하의 범위의 크기를 갖는 입자를 포함한다.
도 6은 일 실시예에 따른 발포형 솔더를 형성하는 공정도(600)이다. 처리는 먼저 발포형 솔더 전구체(611)를 압축가능한 기체(compressible gas)(613)와 혼합함으로써 시작한다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 전구체(611)는 금속 미립자이다. 일 실시예에 있어서, 압축가능한 기체(613)는 발포형 솔더 전구체의 금속에 대하여 불활성이다. 일 실시예에 있어서, 압축가능한 기체(613)는 아르곤이다.
일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 전구체(611)는 발포형 솔더의 형성을 용이하게 하는 금속 계면활성제를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더(611) 조성은 무게비로 대략 Sn-10In-0.6Cu를 포함한다. 본 도면에서, 발포형 솔더 전구체(611) 조성은 약 10% 인듐, 약 0.6% 구리, 및 밸런스 주석을 포함한다. 취득된 특정 공급재료와 그 화학 순도에 기초하여 다른 불순물이 존재할 수 있다.
도 6에 있어서, 발포형 솔더 전구체(611)는 금속 압밀(metal-consolidation) 분야에 공지된 바와 같이 캔(638)에 위치된다. 충진된 캔(638)은 그 후 압축하여 발포형 솔더 전구체(611)와 압축가능한 기체(613)를 함유하는 고압 캔(639)을 얻도록 처리된다. 일 실시예에 있어서, 고압 캔(639)은 금속 압밀 분야에 공지된 바와 같이 HIP(hot-isostatic press)에 의해 성취된다. HIP 후에, 고압 캔(639)은 외부 압력을 크게 제한하지 않고서 더 가열되며, 고압 캔(639)은 발포형 솔더가 셀형 발포형 솔더인 경우 금속 챔버(612)와 금속 벽(614)을 포함하는 금속 폼(610)이 형성되도록 확장된다. 다른 대안으로서, HIP 후에, 고압 캔(639)은 외부 압력을 크게 제한하지 않고서 더 가열되며, 고압 캔(639)은 발포형 솔더가 망형 폼 솔더인 경우 형성되는 금속 핵(metal ganglia)(614')을 포함하는 금속 폼(610')이 형성되도록 확장된다.
일 실시예에 있어서, 충진된 캔(638)은 HIP 처리되지 않고, 금속 압밀 분야에 공지된 바와 같이 제1 가열되어 발포형 솔더 전구체(611)를 소결시킨다. 소결은 발포형 솔더 전구체를 완전하게 리플로우시키지 않으며, 발포형 솔더 전구체(611)의 2개의 발생 사이의 접점(contact point)(640)의 핵 생성(nucleation)을 일으킨다. 발포형 솔더 전구체(611)의 제2 가열은, 발포형 솔더의 소결 및 제2 가열 확장이 일어나도록 금속 폼을 형성한다. 일 실시예에 있어서, 소결은 금속 폼(610)이 셀형 폼 솔더가 되도록 발포형 솔더를 성취한다. 다른 대안으로서, 제1 가열은 금속 핵(614')을 갖는 금속 폼(610')이 형성되도록 발포형 솔더를 성취한다.
일 실시예에 있어서, 충진된 캔(638)은 큰 외부 가열 없이 압밀되며, 제2 가열하여 솔더 전구체(611)를 확장시킨다. 일 실시예에 있어서, 제2 가열은 금속 폼(610)이 셀형 발포형 솔더가 되도록 발포형 솔더를 성취한다. 다른 대안으로서, 제2 가열은 금속 핵(614')을 갖는 금속 폼(610')이 형성되도록 발포형 솔더를 성취한다.
발포형 솔더를 형성하도록 다른 기법들이 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 본 기술분야에서 공지된 바와 같이 매몰 주조(investment casting)가 사용된다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 내의 다공(porosity)을 생성하는 기체를 형성하는 금속 수소화물(metal hydride)의 분해와 함께 용융 처리가 사용된다. 일 실시예에 있어서, 금속 수소화물의 분해를 촉발하는 파우더 처리가 사용된다. 일 실시예에 있어서, 폴리머 프리폼(prefoam)이 응고됨에 따라서 발포형 솔더를 지지하기 위한 임시 지지 구조로서 사용되며, 그 후 폴리머 프리폼은 제거된다.
일 실시예에 있어서, 금속 파우더가 캔에 팩킹되며, 캔은 기체배출 후 아르곤 기체로 가압된다. 캔이 HIP 처리되어, 금속 파우더를 압밀시킨다. 압밀 후에, 캔은 가열되어 HIP 처리된 파우더의 주변 매트릭스의 크립(creep)에 의해 포획된 기체를 확장시킨다. 이러한 기법은 약 0.6 내지 약 0.8 범위의 벌크 밀도를 갖는 다공 금속(porous metal)을 생성하기 위하여 활용가능하다. 구멍(pores)의 크기와 분포는 적절한 기체 압력, 금속 계면활성제 성분, 가열 시간, 온도, 및 기타 파라미터들을 이용하여 정밀하게 제어될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 금속 폼(610 또는 610')의 형성 후에, 금속 폼(이하, 610)은 더 처리되어, 솔더 범프를 형성한다. 일 실시예에 있어서, 금속 폼(610)은 발포 품질을 훼손하지 않고 압출되며, 배선이 실질적으로 입방체형 또는 원주형(solid cylindrical)이 될 때까지 헤딩 머신(heading machine)의 의해 짧은 부분들로 배선으로서 절단된다. 발포형 솔더의 실질적으로 입방체형인 또는 원주형인 조각들의 처리는, 더 구형의 형태를 얻도록 텀블링(tumbling)하거나, 분쇄기에서의 연마(grinding)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 실질적으로 입방체형인 또는 원주형의 발포형 솔더의 자생적(autogenous) 연마가 텀블링 분쇄기에서 수행된다. 일 실시예에 있어서, 실질적으로 정사각 또는 속이 찬 원주형의 발포형 솔더의 반자생적(semi-autogenous) 연마가 세라믹 볼과 같은 제1 량의 연마 매체의 존재하에서 텀블링 분쇄기에서 수행된다. 일 실시예에 있어서, 실질적으로 입방체형 또는 원주형인 발포형 솔더의 분쇄-연마는 제1 량의 연마 매체보다 더 큰 제2 량의 연마 매체로 텀블링 분쇄기에서 수행된다. 일 실시예에 있어서, 구 형태를 얻기 위한 발포형 솔더의 연마 후에, 덜 극심한 텀블링 환경에서 표면 처리(surface finishing)가 수행된다.
일단 발포형 솔더 코어 또는 발포형 솔더 구체가 만들어지면, 일 실시예에 따라서 전기 도금(electroplating)에 의해 발포형 솔더 상에 솔더가 코팅된다. 다시 도 3을 참조한다. 발포형 솔더 코어(316)는 형상 기억 폼이며, 니켈 도금 공정이 수행되어 형상 기억 합금과 접합 패드(322) 사이의 습윤도(wettability)를 강화시킨다. 플래쉬 층(324)이 존재하는 경우, 일 실시예에 따라서 도금 공정이 제거될 수 있다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 공정 흐름을 나타낸 흐름도이다.
710에서, 공정은 혼합 기체와 함께 캔에 발포형 솔더 전구체를 형성하는 것을 포함한다.
720에서, 공정은 캔을 가압하는 것을 포함한다. 본 공정은 등방압법 또는 HIP법을 포함할 수 있다.
730에서, 공정은 발포형 솔더 전구체가 셀형 폼 또는 망형 폼을 형성시키는 조건 하에서 캔을 가열하는 것을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 본 공정은 720에서 종료된다.
740에서, 공정은 발포형 솔더 볼 또는 발포형 연장 솔더 패드로 발포형 솔더를 형성하는 것을 포함한다.
750에서, 공정 실시예는 중간 솔더층을 접합 패드 상에 형성하는 것을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 중간 솔더층은 나노 미립자 솔더 프리폼이다.
752에서, 공정은 중간 솔더층 상에 발포형 솔더 범프 또는 발포형 솔더 연장 패드와 같은 발포형 솔더를 형성하는 것을 포함한다.
754에서, 공정은 발포형 솔더에 접합하도록 중간 솔더층을 리플로우하는 것을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 공정은 754에서 종료된다.
도 8은 일 실시예에 따른 나노-다공질 솔더를 형성하는 공정도(800)이다. 처리는 발포제(blowing agent)(813)로 발포형 솔더 전구체(811)를 혼합함으로써 시작한다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 전구체(811)는 약 5nm 내지 약 50nm 범위의 평균 입자 직경을 갖는 금속 미립자이다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 전구체(811)는 약 10nm 내지 약 40nm 범위의 평균 입자 직경을 갖는 금속 미립자이다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 전구체(811)는 약 15nm 내지 약 30nm 범위의 평균 입자 직경을 갖는 금속 미립자이다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 전구체(811)는 약 99%가 20nm를 통과하고, 약 98%가 약 5nm 보다 큰 평균 입자 직경을 갖는 금속 미립자이다.
일 실시예에 있어서, 발포제(813)는 티타늄 수소화물(titanium hydride; TiH2)과 같은 금속 수소화물이다. 일 실시예에 있어서, 발포제(813)는 지르코늄 수소화물(zirconium hydride; ZrH2)과 같은 금속 수소화물이다. 일 실시예에 있어서, 발포제(813)는 하프늄 수소화물(hafnium hydride; HfH2)와 같은 금속 수소화물이다. 일 실시예에 있어서, 발포제(813)는 RH2로 표현되는 내화성(refractory) 금속 수소화물이다. 일 실시예에 있어서, 발포제(813)는 발포형 솔더 전구체의 입자 크기 분포와 실질적으로 대등하다(match).
일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 전구체(811)는 발포형 솔더의 형성을 용이하게 하는 금속 계면활성제를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더 전구체(811) 조성은 무게비로 대략 Sn-10In-0.6Cu 를 포함한다. 본 도면에서, 발포형 솔더 전구체(811) 조성은 약 10%의 인듐, 약 0.6%의 구리, 및 밸런스 주석을 포함한다. 얻어지는 특정한 공급재료 및 그 화학 순도에 따라서 다른 불순물이 존재할 수 있다.
도 8에서, 발포형 솔더 전구체(811) 및 발포제(813)는, 예를 들어, 금속 분쇄(comminution) 업계에 공지된 바와 같이, 혼합 용기(838)에 위치된다. 혼합 용기(838)는 그 후 발포형 솔더 전구체(811) 및 발포제(813)를 블렌딩하여 전구체-발포제 혼합물을 얻도록 동작된다.
일 실시예에 있어서, 전구체-발포제 혼합물은 축방향 압축 다이(840)에서 가압된다. 압축 다이는 예를 들어 분말야금 압밀(powder metallurgy consolidation)분야에서 사용된다. 모루(anvil)(842)가 전구체-발포제 혼합물(844)을 수용하여, 램로드(ramrod)(846)에 의해 모루(842)로 가압된다. 축방향 가압 후, 축방향 가압 펠릿(848)이 그 결과로서 형성된다.
일 실시예에 있어서, 전구체-발포제 혼합물은 압출 다이(extrusion die)(850)에서 압축된다. 압출은, 예를 들어, 분말야금 압출(extrusion) 분야에 공지되어 있다. 전구체-발포제 혼합물(844)은 램로드(846)에 의해 압출 다이(850)에 가압된다. 압출 후, 압출된 펠릿(852)이 그 결과로서 형성된다.
일 실시예에 있어서, 축방향으로 가압된 펠릿(848) 또는 압출된 펠릿(852)은 나노-다공질 솔더 전구체이며, 이는 압연된 시트 스톡(854 또는 856)을 얻도록 압연(rolling) 등에 의해 더 처리된다. 일 실시예에 있어서, 펠릿 또는 압연된 시트 스톡은 펠릿 또는 압연된 스톡으로부터 이후의 처리를 위한 나노-다공질 솔더 전구체의 실질적으로 구형인 펠릿으로 스탬핑된다.
가압되거나 압출된 펠릿으로부터 나노-다공질 솔더 전구체의 실질적으로 정사각 또는 속이 찬 원주형의 조각들의 처리는, 더 구형의 형태를 얻기 위한 텀블링 또는 분쇄기 내의 연마를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 텀블링 분쇄기 내에서 나노-다공질 솔더 전구체의 자생적 연마가 수행된다. 일 실시예에 있어서, 세라믹 볼과 같은 제1 량의 연마 매체의 존재하의 텀블링 분쇄기 내에서 나노-다공질 솔더 전구체의 반자생적 연마가 수행된다. 일 실시예에 있어서, 나노-다공질 솔더 전구체의 분쇄-연마가 제1 량의 연마 매체보다 더 큰 제2 량의 연마 매체로 텀블링 분쇄기 내에서 수행된다. 일 실시예에 있어서, 구 형상을 얻기 위한 나노-다공질 솔더 전구체의 연마 후에, 덜 극심한 텀블링 환경에서 표면 처리가 수행된다.
소망하는 형태로 나노-다공질 솔더 전구체를 형성한 후, 소망하는 형태는 나노-다공질 솔더(858)를 얻도록 가열하여 더 처리된다.
도 9A는 일 실시예에 따른 나노-다공질 솔더의 처리 시 물품(900)의 정단면도이다. 나노-다공질 솔더 전구체 등의 펠릿(910)은 탑재 기판(920) 상에 배치된다. 일 실시예에 있어서, 탑재 기판(920)은 보드이다. 일 실시예에 있어서, 탑재 기판(920)은 다이이다. 일 실시예에 있어서, 탑재 기판(920)은 접합 패드(922)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상부 기판(932)은 상부 기판 접합 패드(934)를 포함하며, 상부 기판(932)은 펠릿(910)과 접촉한다.
펠릿(910)의 처리는 오븐과 같은 핫 스페이스(hot space)로서 쇄선(936)에 도시된 바와 같은 열 환경에서 리플로우된다.
일 실시예에 있어서, 펠릿(910)은 본 개시물에 명시된 임의의 크기 분포 범위 내의 나노 미립자 발포형 솔더 전구체를 포함한다. 마찬가지로, 발포제 또한 존재하며, 리플로우 시 펠릿(910)의 확장을 용이하게 하도록 실질적으로 균일하게 블렌딩된다. 일 실시예에 있어서, 약 150℃ 내지 약 260℃ 온도 범위 내에서 펠릿(910)의 가열이 수행된다. 리플로우 시의 실시예에 있어서, 발포제는 금속 수소화물로부터 수소와 같은 기체를 자유롭게 한다. 나노-다공질 솔더 전구체가 솔리더스 리플로우(solidus reflow)에서 응집(nucleate)하기 시작함에 따라서, 발생하려 하는 나노 크기의 기체 버블과 발포형 솔더 전구체의 나노 크기의 입자로부터의 그레인 성장에 대한 표면 장력 간의 평형이 충돌된다. 결과적으로, 발생하려 하는 나노 크기의 기체 버블의 치수를 극복하는 그레인 크기가 방지된다.
일 실시예에 있어서, HIP 환경 등의 과압력하에서 리플로우가 수행되지만, 그 온도는 약 150℃ 내지 260℃의 범위 내이다. 본 실시예에 있어서, 발생하려 하는 자유 기체의 압력에 대하여 과압력이 밸런싱되는 한편, 리플로우 솔더 습윤화(wetting)의 다른 밸런싱 및 리플로우시 발생하는 나노 크기의 기체 버블의 중력 효과 까지도 밸런싱한다. 일 실시예에 있어서, 솔더 리플로잉(reflowing)에서 발생하려는 나노 크기의 기체 버블은 실질적으로 Stokes 흐름 영역 내에 있으며, 이는 크리핑 플로우(creeping flow)를 포함한다.
도 9B는 일 실시예에 따른 나노-다공질 솔더의 후속 처리 이후 도 9A에 도시된 물품의 정단면도이다. 물품(901)은 리플로우된 펠릿(911) 내에 나노포어(nanopore)가 형성되도록 처리되었으며, 그 중 하나가 참조 번호 909로 지정되어 있다. 일 실시예에 있어서, 리플로우된 펠릿(911)의 다공도는 약 1% 내지 약 70% 범위에 있다. 일 실시예에 있어서, 리플로우 펠릿(911)의 상대 밀도는 약 0.1 내지 약 0.9의 범위에 있다. "상대 밀도"는, 리플로우되는 펠릿(911)의 밀도가 동일한 재료의 고체 솔더와 비교되는 것을 의미한다. 일 실시예에 있어서, 리플로우된 펠릿(911)은 약 0.5의 상대 밀도를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 발포형 솔더의 리플로우된 펠릿(911)은 약 0.6의 상대 밀도를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 리플로우된 펠릿(911)은 약 0.7의 상대 밀도를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 리플로우된 펠릿(911)은 약 0.8의 상대 밀도를 갖는다.
도 10은 일 실시예에 따른 나노-다공질 솔더 전구체를 처리하기 위한 공정 흐름도(1000)이다.
1010에서, 공정은 나노-솔더 전구체와 발포제를 블렌딩하는 것을 포함한다.
1020에서, 공정은 나노-솔더 전구체와 발포제를 발포형 솔더 전구체로 조밀화(compacting)하는 것을 포함한다.
1030에서, 공정은 탑재 기판과 다이 중 하나 위에 나노-솔더 전구체를 배치하는 것을 포함한다.
1040에서, 공정은 나노-다공질 솔더를 얻기 위하여 나노-솔더 전구체를 확장시키는 것을 포함한다.
도 11은 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(1100)을 나타낸 절개도이다. 상기 발포형 솔더 범프, 발포형 솔더 연장 패드, 또는 나노-다공질 솔더 구체의 실시예들 중 하나 이상이 도 11의 컴퓨팅 시스템(1100)과 같은 컴퓨팅 시스템에서 사용될 수 있다. 이하, 임의의 발포형 솔더 범프, 발포형 솔더 연장 패드, 또는 나노-다공질 솔더 구체 실시예들을 독립적으로 또는 임의의 다른 실시예와 조합하여 실시예의 구성이라 지칭한다.
컴퓨팅 시스템(1100)은, 예를 들어, 패키지(1110) 내에 봉입되는 적어도 하나의 프로세서(도시 생략), 데이터 저장 시스템(1112), 키보드(1114)와 같은 적어도 하나의 입력 장치, 및 모니터(1116)와 같은 적어도 하나의 출력 장치를 포함한다. 컴퓨팅 시스템(1100)은 데이터 신호를 처리하는 프로세서를 포함하며, 예를 들어, Intel 사의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 키보드(1114)에 추가하여, 컴퓨팅 시스템(1100)은 예를 들어 마우스(1118)와 같은 또 다른 사용자 입력 장치를 포함할 수 있다.
본 개시를 위하여, 청구된 요지에 따른 성분들을 구체화한 컴퓨팅 시스템(1100)은 마이크로 전자장치 시스템을 활용하는 임의의 시스템을 포함할 수 있으며, 이는, 예를 들어, DRAM(dynamic random-access memory), 폴리머 메모리, 플래시 메모리, 및 상변화 메모리와 같은 데이터 저장소에 결합되는 발포형 솔더 범프, 발포형 솔더 연장 패드, 또는 나노-다공질 솔더 구체 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 실시예들은 프로세서에 결합됨으로 인하여 이러한 기능들의 임의의 조합에 결합된다. 그러나, 일 실시예에 있어서, 본 개시물에 명시된 실시예(들)의 구성은 이들 기능 중 임의의 것에 결합된다. 일 실시예에 있어서, 데이터 저장소는 다이 상의 임베디드 DRAM 캐시를 포함한다. 또한, 일 실시예에 있어서, 프로세서(도시 생략)에 결합되는 실시예(들)의 구성은 DRAM 캐쉬의 데이터 저장소에 결합되는 실시예(들)의 구성과 함께 시스템의 일부이다. 또한, 일 실시예에 있어서, 실시예(들)의 구성은 데이터 저장소(1112)에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 컴퓨팅 시스템(1100)은 DSP(digital signal processor), 마이크로컨트롤러, ASIC(application specific integrated circuit), 또는 마이크로프로세서를 포함하는 다이를 포함할 수도 있다. 본 실시예에 있어서, 실시예(들)의 구성은 프로세서에 결함됨으로써 이러한 기능들의 임의의 조합에 결합된다. 일 실시예에 있어서, DSP(도시 생략)는 보드(1120) 상의 칩셋의 별도 부분으로서 스탠드 얼론 프로세서(stand-alone processor) 및 DSP를 포함할 수 있는 칩셋의 일부이다. 본 실시예에 있어서, 실시예(들)의 구성은 DSP에 결합되며, 별도의 실시예(들)의 구성은 패키지(1110) 내의 프로세서에 결합되어 존재할 수 있다. 또한, 일 실시예에 있어서, 실시예(들)의 구성은 패키지(1110)로서 동일한 보드(1120) 상에 탑재되는 DSP에 결합된다. 이제 실시예(들)의 구성은 본 개시물 및 그 균등물의 범위 내에서 발포형 솔더 범프, 발포형 솔더 연장 패드, 또는 나노-다공질 솔더 구체의 다양한 실시예들에 의해 명시되는 바와 같은 실시예(들)의 구성과 조합하여, 컴퓨팅 시스템(1100)에 대하여 명시된 바와 같이 조합될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 12는 일 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템의 개략도이다. 도시된 바와 같은 전자 시스템(1200)은 도 11에 도시된 컴퓨팅 시스템(1100)을 실현할 수 있지만, 전자 시스템은 더욱 일반적으로 도시되어 있다. 전자 시스템(1200)은 도 3 내지 도 5에 도시된 IC 패키지와 같은 적어도 하나의 전자 어셈블리(1210)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 전자 시스템(1200)은 전자 시스템(1200)의 다양한 성분들을 전자적으로 결합하기 위한 시스템 버스(1220)를 포함하는 컴퓨터 시스템이다. 시스템 버스(1220)는 단일 버스 또는 다양한 실시예들에 따른 버스들의 임의의 조합이다. 전자 시스템(1200)은 집적 회로(1210)에 전력을 공급하는 전압 소오스(1230)를 포함한다. 일부 실시예에 있어서, 전압 소오스(1230)는 시스템 버스(1220)를 통해 집적 회로(1210)에 전류를 공급한다.
집적 회로(1210)는 시스템 버스(1220)에 전자적으로 결합되며, 일 실시예에 따른 임의의 회로 또는 회로들의 조합을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 집적 회로(1210)는 임의의 종류일 수 있는 프로세서(1212)를 포함한다. 본 명세서에서 사용될 때, 프로세서(1212)는, 이에 한하지는 않지만, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 그래픽 프로세서, 디지털 신호 처리기, 또는 또 다른 프로세서와 같은 임의의 종류의 회로를 의미한다. 집적 회로(1210)에 포함될 수 있는 다른 종류의 회로들은 휴대 전화(cellular telephone), 페이저, 휴대형 컴퓨터, 2 방향 라디오(two-way radio), 및 유사한 전자 시스템 등의 무선 장치에 사용하기 위한 통신 회로(1214)와 같은 커스텀 회로 또는 ASIC이 있다. 일 실시예에 있어서, 프로세서(1210)는 SRAM과 같은 온-다이 메모리(on-die memory)(1216)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 프로세서(1210)는 eDRAM과 같은 온-다이 메모리(1216)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 전자 시스템(1200)은 또한 RAM 형태의 메인 메모리(1242)와 같은 특정 적용예에 적합한 하나 이상의 메모리 요소를 포함할 수 있는 외부 메모리(1240), 하나 이상의 하드 드라이브(1244), 및/또는 디스켓, CD, DVD, 플래시 메모리 키, 및 본 기술분야에서 공지된 기타의 착탈식 매체와 같은 착탈식 매체(1246)를 작동시키는 하나 이상의 드라이브를 또한 포함한다.
일 실시예에 있어서, 전자 시스템(1200)은 디스플레이 장치(1250), 및 오디오 출력(1260)을 또한 포함한다. 일 실시예에 있어서, 전자 시스템(1200)은 키보드, 마우스, 트랙볼, 게임 컨트롤러, 마이크로폰, 음성인식 장치, 또는 전자 시스템(1200)에 정보를 입력하는 임의의 다른 장치와 같은 컨트롤러(1270)를 포함한다.
본 명세서에 나타낸 바와 같이, 전자 패키지, 전자 시스템, 컴퓨터 시스템, 하나 이상의 집적 회로 제조 방법, 및 다양한 실시예와 그 기술분야에서 인식된 균등물에 있어서 본 명세서에 명시된 바와 같은 집적 회로와 발포형 솔더 실시예들을 포함하는 하나 이상의 전자 어셈블리 제조 방법을 포함하는 다수의 상이한 실시예들에서 집적 회로(1210)가 구현될 수 있다. 구성요소, 재료, 기하형태(geometry), 치수, 및 동작 순서는 모두 특정 패키징 요구사항에 맞도록 변경될 수 있다.
본 개시물에 명시된 발포형 솔더 실시예들은 전통적인 컴퓨터와는 다른 디바이스 및 장치들에 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 다이는 실시예(들)의 구성에 패키징될 수 있으며, PDA 등의 핸드헬드 장치 또는 무선 통신기와 같은 휴대 장치에 위치될 수 있다. 또 다른 예로서, 다이는 실시예(들)의 구성을 가지고 패키징되어, 자동차, 기관차, 선박, 항공기, 또는 우주선 등의 운송수단에 위치될 수 있다.
요약서는 독자가 빨리 기술적 개시물의 특성와 진수를 파악할 수 있도록 요약서를 요구하는 37 C.F.R §1.72(b)를 준수하도록 제공된다. 요약서는 청구항의 범주와 의미를 제한하거나 해석하도록 사용되지 않는 고려하에서 제출된다.
상기 상세한 설명에 있어서, 본 개시물을 개략하기 위하여 하나의 실시예에서 다양한 특징들이 함께 그룹을 이룬다. 이러한 개시 방법은 본 발명의 청구된 실시예들이 각각의 청구항에서 명시적으로 인용되는 것 보다 더 많은 특징들을 요구하는 의도를 반영한다고 해석되지 않아야 한다. 그렇다기 보다는, 이하의 청구항에서 반영하는 바와 같이, 발명의 요지는 하나의 개시된 실시예의 모든 특징들 보다 적게 존재한다. 따라서, 이하의 청구항은 상세한 설명부에 포함되는 것으로서, 그 각각의 청구항은 별개의 바람직한 실시예로서 독립적으로 존재한다.
본 기술분야의 통상의 기술자라면, 본 발명의 특성을 설명하기 위하여 기재 및 도시된 부분품 및 방법 단계들의 세부사항, 재료, 및 배치에 있어서, 첨부된 청구항들에 명시된 바와 같이 본 발명의 원리와 범주를 일탈하지 않고서 다른 다양한 변화들이 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (32)

  1. 삭제
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  6. 제1 재료의 발포형 솔더 코어;
    상기 발포형 솔더 코어가 배치되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 상기 발포형 솔더 코어와 접촉하는 중간 솔더층 - 상기 중간 솔더층은 20㎛의 평균 그레인 크기 직경을 포함함 - ; 및
    상기 기판의 일부인 접합 패드(bond pad)를 포함하고,
    상기 접합 패드는 상기 중간 솔더층에 접촉하며, 상기 접합 패드는 연장된 원주상(columnar)의 그레인 형태 특징을 포함하는 물품.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발포형 솔더 코어를 커버하는 제2 재료의 솔더 쉘(shell)을 더 포함하는 물품.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 발포형 솔더 코어는 셀형 폼 및 망형 폼으로부터 선택되는 재료인 물품.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 발포형 솔더 코어는 구리계의 솔더, 니켈계의 솔더, 주석계의 솔더, 인 듐계의 솔더, 납계의 솔더, 및 그들의 조합들 중에서 선택되는 금속인 물품.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 발포형 솔더는 형상 기억 합금을 포함하는 물품.
  11. 제6항에 있어서,
    제2 재료로 이루어진 상기 솔더 쉘은 상기 발포형 솔더 코어의 금속간 유도체(intermetallic derivative)를 포함하는 물품.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 중간 솔더층의 상대 밀도는 상기 발포형 솔더 코어의 상대 밀도보다 더 큰 물품.
  13. 삭제
  14. 제1 재료의 발포형 솔더 코어 - 제1 재료로 이루어진 상기 발포형 솔더 코어는 구리를 포함함 - ;
    상기 발포형 솔더 코어가 배치되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 상기 발포형 솔더 코어와 접촉하는 중간 솔더층 - 상기 중간 솔더층은 구리를 포함함 - ; 및
    상기 기판의 일부인 접합 패드
    를 포함하고,
    상기 접합 패드는 상기 중간 솔더층에 접촉하며, 상기 접합 패드는 연장된 원주상의 그레인 형태 특징을 포함하며, 상기 접합 패드는 구리를 포함하는 물품.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 발포형 솔더 코어는 상기 기판 상에 배치되는 연장 패드(elongate pad)이며,
    상기 기판의 일부인 접합 패드를 포함하고, 상기 접합 패드는 상기 연장 패드와 접촉하는 물품.
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