KR20010070166A - 반도체 다이와 반도체 디바이스 어셈블리 및 반도체다이의 접점 패드를 패키지 기판의 리드 패드에 접속하는방법과 접점 패드에 코일 스프링을 형성하는 방법 - Google Patents

반도체 다이와 반도체 디바이스 어셈블리 및 반도체다이의 접점 패드를 패키지 기판의 리드 패드에 접속하는방법과 접점 패드에 코일 스프링을 형성하는 방법 Download PDF

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파트릭 제이. 바렛트
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Abstract

본 발명에 따른 반도체 디바이스 어셈블리(10)는 적어도 하나의 접점 패드(14)를 갖는 반도체 다이(12)와, 적어도 하나의 리드 패드(20)를 갖는 패키지 기판(16)을 포함한다. 패키지 기판(16)은 반도체 다이(12)가 패키지 기판(16) 상에 위치할 때 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)가 패키지 기판(16)의 리드 패드(20)와 실질적으로 정렬되도록 반도체 다이(12)를 수용하기 위한 사이즈로 되어 있다. 코일 스프링(22)은 코일 스프링(22)의 축(30)이 반도체 다이(12)에 포함된 접점 패드(14)와 패키지 기판(16)에 포함된 리드 패드(20)에 실질적으로 평행하도록 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)와 패키지 기판(16)의 리드 패드(20) 사이에 배치된다.

Description

반도체 다이와 반도체 디바이스 어셈블리 및 반도체 다이의 접점 패드를 패키지 기판의 리드 패드에 접속하는 방법과 접점 패드에 코일 스프링을 형성하는 방법{IC DIE POWER CONNECTION USING CANTED COIL SPRING}
본 발명은 일반적으로 반도체 다이를 위한 패키징 디바이스에 관한 것으로서, 특히 반도체 다이를 반도체 패키지 기판에 포함된 리드에 접속시키기 위한 전기 도전체에 관한 것이다.
반도체 디바이스 또는 다이는 기계적 지지체로서 제공되어 반도체 다이를 물리적 손상으로부터 보호하는 큰 하우징이나 "패키지"에 수용되는 것이 전형적이다. 전형적인 반도체 패키지는 반도체 다이를 수용하기 위한 사이즈인 영역, 즉 통상 "윈도우"로서 관련되는 영역을 포함하며, 하나 또는 그 이상(전형적으로 수십개 내지 수백개)의 리드 또는 회로통로를 구비하여 패키지의 윈도우 내에 배치된 반도체 다이가 패키지의 외부에 위치한 리드 또는 단자에 전기적으로 접속되도록 하고 있다. 결과적인 반도체 디바이스 어셈블리(즉 패키지와 다이)는 본 기술분야에서 잘 알려진 광범위한 프로세스 중 어느 프로세스에 의해 적합한 인쇄회로기판(PCB)에 실장된다.
반도체 다이의 각종 입력 또는 출력(I/O) 단자 또는 "패드"를 패키지 기판에 제공된 대응 리드에 전기 접속시키기 위한 여러 다양한 방법이 수년에 걸쳐 개발되어 왔다. 예로서 일반적으로 와이어 본딩으로 관련되는 한 방법은 다이의 각각의 I/O 패드를 패키지에 제공된 각종 리드에 매우 미세한 와이어(예로서 직경이 약 18㎛ 정도인 와이어)로 개별적으로 접속시키는 것이다. 웨지 또는 캐필러리(wedge orcapillary)와 같은 특수 수단과, 열, 압력 및/또는 초음파 에너지의 조합을 이용하여 와이어는 반도체 다이와 패키지 기판 상의 패드에 동시에 본딩 또는 용접한다. 이러한 프로세스는 일반적으로 열압착 또는 열음파 본딩으로 관련된다.
와이어 본딩 프로세스는 본래 본딩 프로세스의 모든 상황을 작업자가 제어하는 수작업이었지만, I/O 접속부의 밀도가 증가함에 따라 완전 자동화 프로세스로 급속히 변천되었다. 자동화 와이어 본딩 프로세스에 있어서, 자동화 와이어 본딩 기계는 반도체 다이와 패키지 기판 양자에 제공된 I/O 패드의 위치를 감지한 다음, 미세한 와이어로 특정 패드에 자동적으로 접속한다. 이와 같은 자동화 와이어 본딩 프로세스는 만족스럽게 개발되어 있으며, 반도체 다이 상의 접속부 수의 증가 및 본드 패드 사이즈의 축소와 보조를 맞추고 있다. 예로서 온-로우(on-row) 패드 중심 사이가 100㎛(4mils)이고 패드 사이즈가 50×50㎛(2×2mils)인 2개 열(row)의 교호 주변 본딩 패드를 갖고, 또 300개의 접속부를 요구하는 반도체 다이를 본딩하는 것은 보기 드문 것이 아니다.
반도체 다이를 패키지 기판에 전기 접속하는데 사용할 수 있는 다른 기법으로는 테입 자동화 본딩(TAB) 프로세스와, 다양한 소위 "플립 칩(flip chip)" 프로세스 중 어느 최근의 프로세스가 있는데, 그러나 이에 제한되지는 않는다.
반도체 다이를 패키지 기판에 제공된 각종 리드에 전기 접속시키기 위한 전술한 디바이스 구조 및 방법은 양호하게 작동 및 사용되고 있는 반면에, 계속 개발되고 있는 집적회로 기술의 결과로서 반도체 다이는 I/O 패드의 수가 계속 증가할 뿐 아니라 전류 요건이 증가하고 또 실질적으로 되고 있다. 예로서 5 볼트에서 작동하는 40와트 디바이스는 8 암페어의 공급전류를 필요로 하고, 반면에 2 볼트에서 작동하는 동일한 디바이스는 20 암페어의 공급전류를 필요로 한다. 대부분의 다이 구조는 그와 같은 전력이 I/O 본드 패드가 전형적으로 위치하는 주변이 아니라 칩의 중심 근처의 위치에서 다이에 제공되기를 요구하기 때문에, 요구된 고전류 공급통로를 제공하기는 곤란한 것으로 판명되었다. 즉 와이어 본딩 프로세스에 사용된 와이어는 극히 미세(전형적으로 직경이 약 18㎛임)하기 때문에, 단일 와이어로는 최신의 고출력 반도체 다이의 일부에서 요구되는 고전류 이송용으로 사용할 수 없다.
본드 와이어의 제한된 전류 이송능력을 극복하기 위해 과거에 사용된 한 방법은 반도체 다이에 예비(redundant) 공급전류와 접지통로를 제공하기 위해 나란히 배열된 복수개의 와이어를 이용하는 것이다. 이와 같은 병렬 예비 와이어링 기법은 기능적인 관점에서 보면 효과적이지만, 한편으로 많은 예비 본드 패드 사이트를 필요로 하여 디바이스 I/O에 이용할 수 있는 본드 패드 사이트의 수를 그만큼 감소시킨다. 다이에 작동 전류를 공급하기 위해 복수개의 예비 본드 와이어를 사용하는 것에 관련된 다른 문제점은 와이어의 저항 전력손실에 관련된 문제와, 높은 인덕턴스, 신호 누화, 캐패시턴스 효과 등을 포함하는데, 이에 제한되지 않는다.
새로이 개발된 "플립 칩" 프로세스는 짧은 다이-패키지 접속부를 제공하여 상기한 문제점의 일부를 개선하지만, 패키지 기판에 포함된 와이어링에 부과된 플립 칩 구조의 결과적인 어려움에 의해 얼마간의 이득(gain)이 상쇄된다. 즉 반도체 다이의 표면에 요구된 전력과 접지 접속부를 제공하기 위하여, 패키지 기판에 양호하게 안치된 와이어링을 통해 비교적 큰 회로통로를 제공할 필요성이 여전히 존재하는 것이다. 또 다른 문제점은 플립 칩 프로세스가 현재에는 널리 사용되지 않는 특수하게 디자인된 제조 디바이스와 지그를 전형적으로 필요로 하는 점이다.
결론적으로, 현재 이용할 수 있는 평행한 본드 와이어 구조에 전형적으로 관련되는 높은 인덕턴스, 신호 누화 및 캐패시턴스 효과 뿐 아니라 저항 전력손실을 동시에 최소화하면서도 최신의 고출력 반도체 디바이스의 일부에서 요구되는 비교적 높은 전류를 제공할 수 있는 반도체 패키지 어셈블리가 요구되고 있는 것이다. 이와 같은 개선된 패키지 어셈블리가 현재 이용할 수 있는 반도체 패키지 제조 디바이스 및 지그로 제조될 수 있다면, 부가적인 장점을 얻을 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 디바이스 어셈블리의 실시예 1의 일부 확대 단면도,
도 2는 반도체 다이에 형성된 복수개의 접점 패드의 위치와 방향을 보여주는 반도체 다이의 한 측면의 평면도,
도 3은 패키지 기판에 형성된 복수개의 리드 패드의 위치와 방향을 보여주는 패키지 기판의 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 디바이스 어셈블리의 실시예 2의 일부 확대 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 디바이스 어셈블리의 실시예 3의 일부 확대 단면도,
도 6은 반도체 다이에 형성된 접점 패드의 다른 배열을 갖는 반도체 다이의 한 측면의 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10,110,210 : 반도체 디바이스 어셈블리
12,112,212,312 : 반도체 다이
14,114,214,314 : 접점 패드
16,116,216 : 패키지 기판
18 : 윈도우
20,120,220 : 리드 패드
22,122,222,322 : 코일 스프링
24 : 와이어
26,126,227 : 프록시멀 엔드
28,128,229 : 디스탈 엔드
30,230 : 스프링 축
32,34,134,234 : 코일
36 : 하부면
38 : 상부면
40 : 길이
42 : 폭
44 : 횡방향
46 : 경사각
223 : 분리된 본드 와이어
본 발명에 따른 반도체 다이는 반도체 다이의 제 1 측면에 제공된 접점 패드를 갖는 일반적으로 편평한 기판으로 이루어진다. 코일 스프링은 코일 스프링의 축이 반도체 다이의 제 1 측면에 일반적으로 평행하게 되도록 반도체 다이의 접점 패드에 부착된다.
본 발명에 따른 반도체 디바이스 어셈블리는 적어도 하나의 접점 패드를 갖는 반도체 다이와, 적어도 하나의 리드 패드를 갖는 패키지 기판을 포함한다. 패키지 기판은 반도체 다이가 패키지 기판 상에 위치할 때 반도체 다이의 접점 패드가패키지 기판의 리드 패드와 실질적으로 정렬되도록 반도체 다이를 수용하기 위한 사이즈로 되어 있다. 코일 스프링은 코일 스프링의 축이 반도체 다이에 포함된 접점 패드와 패키지 기판에 포함된 리드 패드에 실질적으로 평행하도록 반도체 다이의 접점 패드와 패키지 기판의 리드 패드 사이에 배치된다.
본 발명은 또한 반도체 다이의 접점 패드를 패키지 기판의 리드 패드에 접속시키기 위한 방법을 제공하는데, 이 방법은 ①적어도 하나의 코일을 갖는 코일 스프링을 반도체 다이의 접점 패드에 배치하는 단계와, ②코일 스프링이 패키지 기판의 리드 패드와 실질적으로 정렬되도록 반도체 다이를 패키지 기판에 인접하여 위치시키는 단계와, ③반도체 다이와 패키지 기판을 함께 압박하여 코일 스프링을 압축함으로써 코일 스프링을 예비 부하(pre-load) 상태로 만드는 단계와, 그리고 ④반도체 다이를 패키지 기판에 대해 고정된 위치에서 유지시켜서 상기 예비 부하 상태를 지속시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 접점 패드에 코일 스프링을 형성하는 방법은 ①와이어의 프록시멀 엔드(proximal end)를 접점 패드에 부착하는 단계와, ②와이어를 3차원 공간(3-dimensional space)으로 이동하여 접점 패드로부터 일반적으로 외부로 연장하는 제 1 코일을 형성하는 단계와, 그리고 ③와이어를 접점 패드(14)에 부착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 디바이스 어셈블리(10)는 도 1-3에 최상으로 도시되어 있으며, 전력을 공급받기 위하여 하나 또는 그 이상의 접점 패드(14)를 구비하고 있는 반도체 다이(12)를 포함하고 있다. 반도체 디바이스어셈블리(10)는 또한 도 3에 최상으로 도시된 바와 같이 반도체 다이(12)를 수용하기에 적합한 리세스 영역(recessed area) 또는 "윈도우"(18)를 갖는 패키지 또는 기판(16)을 포함한다. 패키지 또는 기판(16)은 반도체 다이(12)가 패키지(16)의 윈도우(18) 내에 위치할 때 반도체 다이(12)에 포함된 접점 패드(14)와 실질적으로 정렬되도록 사이즈가 설정되어 배치되는 하나 또는 그 이상의 리드 패드(20)를 포함한다.
반도체 다이(12)에 제공된 각각의 접점 패드(14)는 패키지 또는 기판16)에 배치된 대응 리드 패드(20)에 하나 또는 그 이상의 코일 스프링(22)에 의해 전기 접속된다. 각각의 코일 스프링(22)은 서로 본질적으로 동일하고, 프록시멀 엔드(26 :proximal end)와 디스탈 엔드(28 :distal end)를 갖는 연속 와이어(24)를 포함한다. 와이어(24)는 통상의 코일 스프링을 형성하는데 사용된 것과 유사한 방식으로 스프링 축(30)을 중심으로 나선형으로 감겨 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 코일 스프링(22)은 통상의 와이어 본딩 기계(비도시)에 의해 "진행중에(on-the-fly)" 형성된다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 스프링(22)은 하기에 상술되어 있는 바와 같이 예비형성한 다음 접점 패드(14)에 부착할 수 있다. 각각의 스프링(22)을 반도체 다이(12) 상의 접점 패드(14)에 부착하는 것은 필요하지는 않으나 일반적으로 바람직하다. 이와는 달리 스프링(22)을 패키지 기판(16) 상의 리드 패드(20)에 부착할 수도 있다.
코일 스프링(22)을 와이어 본딩 기계(비도시)로 "진행중에" 형성하고자 하는 경우에, 스프링 형성 프로세스의 제 1 단계는 와이어(24)의 프록시멀 엔드(26)를반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 부착하는 것이다. 와이어(24)의 프록시멀 엔드(26)는 와이어 본딩 기술분야에서 잘 알려진 간편한 프로세스 중 어느 프로세스, 예로서 열압착 또는 열음파 본딩으로 접점 패드(14)에 부착한다. 다음에 와이어 본딩 기계의 캐필러리(비도시 :capillary))를 필요한 바에 따라 3차원으로 이동하여 스프링(22)의 제 1 루프(loop) 또는 코일(32)을 형성한다. 제 1 루프 또는 코일(32)은 도 1에 최상으로 도시된 바와 같이 열압착 또는 열음파 본딩 등으로 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 또한 부착한다. 스프링(22)의 각각의 루프 또는 코일(34)을 와이어 본딩 기계(비도시)로 계속 형성하고, 이들을 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 형성되는 대로 부착한다. 충분한 수량의 코일(34)을 접점 패드(14)에 설치하면, 최종 본딩후 와이어 본딩 기계로 와이어(24)를 절단하여 스프링(22)의 디스탈 엔드(28)를 형성한다.
하기에 상술되어 있는 바와 같이, 각종의 코일(34)이 스프링 축(30)에 대해 동일한 방향으로 경사지거나 각도지게 스프링(22)을 형성하는 것은 필요하지는 않지만 일반적으로 바람직하다. 본 발명에서 언급하는 "경사진(canted)"이란 용어는 스프링의 형상에서 코일(34)이 스프링 축(30)에 대해 동일한 방향으로 항상 기울어져 있는 것을 의미한다. 스프링(22)을 경사지게 함으로써, 스프링(22)을 횡방향(44)에서 더욱 용이하게 압축할 수 있으므로 반도체 디바이스 어셈블리(10)의 조립 중에 스프링(22)을 "예비부하(pre-loaded)" 상태로 둘 수 있다. 이와 같이 스프링(22)을 예비부하 상태로 둠으로써, 스프링(22)의 실질적인 모든 각각의 코일(34)이 패키지 기판(16)의 리드 패드(20)에 접촉하는 것을 보증하게 되어 전기적 성능을 향상시키게 된다.
원하는 수량의 스프링(22)을 형성하고, 반도체 다이(12)의 각종 접점 패드(14)에 부착한 후, 반도체 다이(14)를 패키지 기판(16)에 실장하여 본 발명에 따른 완성된 반도체 디바이스 어셈블리(10)를 형성한다. 실장 프로세스의 개요는 제 1 단계로서 다이(12)를 패키지(16)의 윈도우(18)에 배치하는 것이다. 도 3을 참조하기 바란다. 다이(12)가 윈도우(18) 내에 적절하게 위치하면, 스프링(22)이 패키지 기판(16)에 제공된 각종 대응 리드 패드(20)와 접촉하게 된다. 다음에, 다이(12)를 윈도우(18) 내에 배치하는데 사용한 척(비도시 :chuck)을 사용하여 다이(12)를 약간 하향으로(즉 패키지 기판(16)을 향하여) 이동하여 스프링(들)(22)을 약간 압축한다. 이와 같이 스프링(들)(22)을 압축하면 상기한 바와 같은 예비부하 상태의 스프링이 된다. 다음에, 에폭시와 같은 적합한 다이 부착재료(비도시)를 다이(12)와 패키지 기판(16) 사이의 공간에 주입하여 다이(12)를 패키지 기판(16)에 고정시키고, 스프링을 예비부하 상태로 유지시킨다. 이 시점에서, 반도체 다이(12)에 포함된 나머지 I/O 패드(비도시)를 당업자에 잘 알려진 광범위한 프로세스 중 어느 프로세스, 예로서 와이어 본딩에 따라서 패키지 기판(16)에 제공된 특정 리드(비도시)에 부착한다.
본 발명의 주요 장점은 고전류 작동에 필요한 예비(redundant) 전류통로를 제공하기 위해 다이에 다수의 입/출력 패드를 사용할 필요없이 반도체 다이에 고전류 통로를 제공하는 문제를 해소하는 것이다. 본 발명의 다른 장점은 반도체 다이에 전력을 공급하기 위해 사용된 코일 스프링(22)은 전력을 필요로 하는 다이(12)상의 어떠한 편리한 위치에도 배치할 수 있다는 점이다. 전력을 필요로 하는 반도체 다이의 부분에 전기 접속부를 배치할 수 있으므로 긴 와이어 주행에 전형적으로 관련되는 인덕턴스, 신호 누화 및/또는 잡음 문제를 감소시킬 수 있다. 스프링 코일의 제공에 따른 비교적 짧은 전류통로 뿐 아니라 다수의 평행한 전류통로는 또한 저항 전력손실을 감소시켜준다. 본 발명의 또 다른 장점은 통상적으로 용이하게 구할 수 있는 와이어 본딩 장비를 이용해서 "진행중에" 형성할 수 있다는 점이다.
본 발명에 관련된 부가적인 장점은 패키지 기판(16)에 대해 반도체 다이(12)를 이동 및 제거할 수 있는 능력이다. 예로서, 스프링(22)과 리드 패드(20)의 배치는 양호한 전기접촉은 여전히 유지하면서도 반도체 다이(12)를 패키지 기판(16)에 대해 실질적인 양만큼 이동할 수 있게 해준다. 즉 본 발명은 전력 접속에 요구되는 정렬공차를 감소시켜서 전력 및 접지 통로의 정렬요건보다는 I/O 패드의 정렬요건에 기초하여 반도체 다이(12)가 패키지 기판(16) 상에 배치될 수 있도록 해준다. 또한 본 발명에서 이용할 수 있는 스프링 접점방법은 특정 용도에서 요구되거나 원하게 되는 패키지 기판(16)에 대해 다이(12)를 자주 제거하거나 및 /또는 재배치할 있도록 해준다.
이상 반도체 디바이스 어셈블리(10)와 이에 따른 주요 특징과 장점을 상세히 설명했지만, 본 발명에 따른 반도체 디바이스 어셈블리의 각종 실시예를 이하 상세히 설명한다. 그러나 설명을 개시하기 전에 유념해야할 사항으로서, 본 발명에서 사용하는 "반도체 다이"라는 용어는 반도체 다이의 하나 또는 그 이상의 측면에 회로와 본드 패드를 포함하는 실리콘이나 기타 반도체 집적회로 또는 "칩"을 의미한다. "반도체 디바이스 어셈블리"라는 용어는 반도체 다이와 적어도 반도체 다이를 갖는 관련 패키지를 언급하는 것으로서, 반도체 디바이스 어셈블리를 소켓이나 인쇄회로기판에 접속하는데 사용되는 외부 패키지 리드, 핀 또는 볼을 포함한다. 상기한 구조에 부가하여, 반도체 패키지는 소위 멀티-칩 모듈(multi-chip module :MCM) 구조의 경우에서와 같이 부가적인 회로 콤포넌트 또는 다른 반도체 다이까지 수용하기 위한 구조로 될 수 있다. 결론적으로 본 발명은 도시하고 설명한 특정 패키지 구성과 구조에 한정되지 않는 것이다.
전술한 바를 염두에 둔 반도체 디바이스 어셈블리(10)의 일 실시예는 도 1-3에 최상으로 도시되어 있으며, 제 1 또는 하부면(36)과 제 2 또는 상부면(38)을 갖는 일반적으로 편평한 반도체 다이(12)를 포함한다. 본 발명에서 언급하는 "상부" 및 "하부"라는 용어는 단지 상대적인 표현이며, 첨부도면에 도시된 표면의 방향을 나타내는 것이다. "상부" 및 "하부"라는 용어는 다른 방향도 가능하기 때문에 본 발명을 제한하는 것으로 간주해서는 안된다. 반도체 다이(12)는 하부면(36)에 하나 또는 그 이상의 접점 패드(14)를 포함하는데, 접점 패드(14)는 바람직한 일 실시예에서 반도체 다이(12)에 포함된 회로에 전력과 접지 통로를 제공하는데 이용된다. 도 2를 참조하기 바란다. 다이(12)의 하부면(36)에 제공된 접점 패드(14)는 전기 도전성 표면을 갖도록 통상의 실시에 따라 금속화 처리한다. 반도체 다이(12)에 포함된 금속화 접점 패드(14)의 형성에는 광범위한 금속 및 금속합금 중 어느 것을 사용할 수 있기 때문에, 본 발명은 어떠한 특정 프로세스에 따라 형성된 어떠한 특정 금속성 재료에 한정되는 것으로 간주되어서는 안된다. 예로서 바람직한 일 실시예에서, 접점 패드(14)는 알루미늄 합금으로 구성할 수 있으며, 스퍼터링 프로세스로 형성할 수 있다. 그러나 반도체 다이에 그와 같이 금속화 처리된 접점을 형성하기 위한 프로세스는 본 기술분야에서 잘 알려져 있으며, 또 당업자는 본 발명의 기술사상에 정통해진 후에 적절한 재료 및 프로세스를 용이하게 선택할 수 있기 때문에, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 금속화 처리된 접점 패드(14)를 형성하는데 사용된 재료와 프로세스는 추가 설명하지 않는다.
상기에서 간단히 언급한 다이(12)의 제 2 또는 상부면(38)에는 하나 또는 그 이상의 부가적인 접점 또는 I/O 패드(비도시)를 제공하여 대응하는 입출력 신호가 반도체 다이(12)에 포함된 회로로 또 이로부터 통신이 될 수 있도록 할 수 있다. 그러나 I/O 패드 뿐 아니라 I/O 패드의 형성 프로세스는 본 기술분야에서 잘 알려져 있고, 또 그와 같은 패드와 패드 형성 프로세스의 상세한 설명은 본 발명을 이해하거나 실시하는데 불필요하기 때문에, 다이(12)의 상부면(38)에 제공될 수 있는 I/O 패드는 추가 설명하지 않는다.
반도체 다이(12)를 수용하기 위한 패키지(16)는 도 3에 최상으로 도시되어 있으며, 다른 형상도 가능하지만 일반적으로 사각형인 부재로 이루어져 있다. 이와는 달리 패키지(16)는 전술한 멀티-칩 모듈(MCM) 구조와 관련된 타입으로 이루어질 수 있다. 어떠한 경우에도, 또 특정 구성이나 의도한 용도에 관계없이, 패키지(16)는 패키지(16)에 내장될 반도체 다이(12)를 수용할 사이즈인 리세스 영역 또는 "윈도우"(18)를 제공받는다. 패키지(16)는 또한 반도체 다이(12)의 하부면(36)에 제공된 접점 패드(14)와 실질적으로 정렬되도록 윈도우(18) 내에서 사이즈와 간격이 정해진 하나 또는 그 이상의 리드 패드(20)를 제공받는다. 반도체 다이(12)에 제공된 접점 패드(14)를 위한 경우에서와 마찬가지로, 패키지(16)에 포함된 리드 패드(20)도 스프링(22)과의 전기적 접촉에 적합한 도전성 표면 또는 "패드"를 제공하기 위하여 금속화 처리할 수 있다. 패키지 기판(16)에 포함된 금속화 리드 패드(20)를 형성하는 데에는 광범위한 프로세스 중 어느 프로세스에 따라 침착된 광범위한 금속 및 금속합금 중 어느 것을 적용해도 된다. 결론적으로 본 발명은 어떠한 특정 금속성 재료로 구성되고, 어떠한 특정 프로세스에 따라 형성된 리드 패드(20)에 한정되는 것으로 간주되어서는 안된다. 그러나 바람직한 일 실시예에서의 예로서, 패키지 기판(16)에 제공된 리드 패드(20)는 니켈-금 합금으로 구성할 수 있고, 도금 프로세스에 따라 형성할 수 있다.
패키지 기판(16)은 또한 전술한 방식으로 반도체 다이(12)의 상부면(38)에 제공되는 각종 I/O 패드(비도시)와 접속하기에 적합한 리드와 같은 부가적인 리드(비도시)를 다수 포함할 수 있다. 그러나 그와 같은 반도체 패키지는 본 기술분야에서 잘 알려져 있으며, 또 당업자는 본 발명의 기술사상에 정통해진 후에 용이하게 제조할 수 있는 것이므로 본 발명의 바람직한 일 실시예에 이용되는 특정 반도체 패키지(16)는 추가 설명하지 않는다.
반도체 디바이스 어셈블리(10)는 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)를 패키지 기판(16)에 제공된 대응 리드 패드(20)에 전기 접속시키는 하나 또는 그 이상의 스프링 코일(22)을 포함한다. 예로서 도 2에 도시된 실시예에서, 반도체 다이(12)의 하부면(36)은 실질적으로 "＋" 형태로 배열된 4개의 분리된 접점 패드(14)를 포함한다. 이와는 다른 배열도 가능한데, 이에 대해서는 하기에서 상세히 설명한다. 각각의 접점 패드(14)는 길이(40)와 폭(42)을 갖는다. 바람직한 일 실시예에서, 각각의 접점 패드(14)의 폭(42)은 실질적으로 도 2에 도시된 방식으로 나란히 배치된 2개의 코일 스프링(22)을 수용하기에 충분하게 되어 있다. 패키지 기판(16)에 제공된 대응 리드 패드(20)는 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)와 실질적으로 동일한 사이즈와 형상을 갖는 것이 바람직하기 때문에, 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 고정된 2개의 코일 스프링(22)은 패키지 기판(16)에 제공된 리드 패드(20)의 전체와 실질적으로 접촉하게 될 것이다.
상세히 설명하기 전에 유념해야할 사항으로서, 반도체 다이(12)에 제공된 접점 패드(14)는 어떠한 편리한 수량의 각각의 코일(34)을 갖는 어떠한 수량의 스프링(22)을 포함하게 된다. 일반적으로 말해서, 각각의 스프링(22)의 수량, 스프링당 코일(34)의 수량 및 스프링 와이어(24)의 사이즈(즉 직경)는 스프링(22)이 특정 반도체 다이(12)에 의해 요구되는 전류를 공급할 수 있도록 선택해야 한다. 즉 스프링(22)의 각각의 코일(34)은 리드 패드(20)와 접점 패드(14) 사이에 2개의 전류통로를 제공하기 때문에, 본 발명을 실시하고자 하는 업자는 각각의 코일(34)이 과열 위험없이 예상된 전류 몫을 안전하게 유지할 수 있도록 전술한 변수(예로서, 스프링(22)의 수량, 스프링(22)당 코일(34)의 수량 및 스프링 와이어의 사이즈)를 선택해야 한다.
본 발명의 범주를 제한하지 않는 바람직한 일 실시예의 예로서, 각각의 스프링(22)은 직경이 약 20-30㎛(바람직하게는 25㎛)인 와이어로 구성할 수 있다. 스프링(22)은 각각의 코일(34)의 직경이 약 100-150㎛(바람직하게는 125㎛)인 조건에서 ㎜당 약 10개의 코일을 포함하도록 형성할 수 있다.
와이어(24)는 특정 재료로 이루어지며, 이로부터 스프링(22)은 적어도 금속학적인 관점에서 금속화 처리된 접점 패드(14)와 리드 패드(20)를 구성하는 재료(둘)와 호환성이 있도록 선택하여 형성해야 한다는 사실에 유념해야 한다. 광범위한 금속 및 금속합금이 금속화 처리된 접점 패드(14)와 리드 패드(20) 뿐 아니라 스프링(22)을 형성하는데 이용할 수 있고, 또한 당업자는 그러한 재료들이 금속학적으로 호환성이 있는지 없는지 용이하게 파악할 수 있기 때문에, 본 발명은 어떠한 특정 재료 또는 재료의 조합에 한정되는 것으로 간주해서는 안된다. 그러나 바람직한 일 실시예에서의 예로서, 스프링(22)을 형성하는데 사용한 와이어(24)는 금일 수 있다.
본 발명의 상세를 도 1을 주로 참조하여 설명하면, 각각의 코일 스프링(22)은 서로 본질적으로 동일하며, 프록시멀 엔드(26)와 디스탈 엔드(28)를 갖는 연속 와이어(24)로 이루어진다. 와이어(24)는 통상의 코일 스프링의 방식대로 스프링 축(30)을 중심으로 나선형으로 감겨 있고, 바람직한 일 실시예에서는 와이어 본딩 기계(비도시)에 의해 "진행중에" 형성된다. 스프링 형성 프로세스의 제 1 단계는 와이어(24)의 프록시멀 엔드(26)를 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 부착하는 것이다. 와이어(24)의 프록시멀 엔드(26)는 본 기술분야에서 잘 알려진 광범위한 프로세스 중 어느 프로세스(예로서 열압착 또는 열음파 본딩) 또는 미래에 개발될 프로세스를 이용하여 와이어 본딩 기계(비도시)로 접점 패드(14)에 부착한다. 와이어(24)의 프록시멀 엔드(26)가 접점 패드(14)에 성공적으로 본딩되면, 와이어 본딩 기계의 캐필러리(비도시)를 스프링(22)의 제 1 루프 또는 코일(32)을 형성하는데 필요한 바대로 3차원으로 이동한다. 와이어 본딩 기계의 캐필러리는 3차원 이동이 가능하고, 또 그 이동은 일반적으로 컴퓨터 제어되기 때문에, 사용자(비도시)가 와이어 본딩 기계를 프로그래밍해서 스프링(22)의 각종 루프 또는 코일(34)을 형성하는 것은 간단한 일이다. 즉 당업자는 본 발명의 기술사상에 정통해진 후에 와이어 본딩 기계를 프로그래밍해서 스프링(22)의 코일(34)을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 스프링 코일(34)을 형성하기 위해 한 특정 와이어 본딩 기계를 사용하는 특정 프로세스는 이후 더 상세히 설명하지 않는다.
제 1 코일(32)은 형성한 후에 어떠한 간편한 본딩 프로세스(예로서 열압착 또는 열음파 본딩)로 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 부착한다. 와이어 본딩 기계(비도시)를 계속 작동하여 스프링(22)의 각각의 루프 또는 코일(34)을 형성하고, 각각의 코일(34)을 다이(12)의 접점 패드(14)에 부착한다. 충분한 수량의 코일(34)이 설치되면, 최종 본딩 후에 와이어 본딩 기계로 와이어(24)를 절단하여 스프링(22)의 디스탈 엔드(28)를 형성한다.
상기에서 간략한 바와 같이, 스프링(22)의 각종 코일(34)이 스프링 축(30)에 대해 동일한 방향으로 경사지도록 스프링(22)을 형성하는 것은 요구되는 것은 아니지만 일반적으로 바람직하다. 즉 모든 각각의 코일(34)은 스프링 축(30)에 대해 동일한 방향으로 항상 기울어져 있는 것이다. 예로서 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 각각의 코일(34)은 코일이 좌측으로부터 우측으로 일반적으로 하향 경사지도록축(30)에 대해 기울어져 있다. 코일이 경사지지 않으면, 코일의 "전방" 부분(즉 관측자에 가장 가까운 코일의 부분)은 한 방향으로 기울어질 것이고, 반면에 코일의 "후방" 부분(즉 전방 부분의 후미에 위치한 코일의 부분)은 그 반대 방향으로 기울어질 것이다. 코일 스프링(22)을 그와 같이 경사지게 형성하면, 스프링(22)을 횡방향(44)으로 더욱 용이하게 압축할 수 있어서 원하는 "예비부하"를 이끌어낼 수 있다. 스프링(22)을 상기한 바와 같이 횡방향(44)으로 예비부하를 걸면, 스프링(22)의 실질적으로 모든 각각의 코일(34)은 패키지(16)의 리드 패드(20)와 확실하게 접촉하게 된다. 스프링(22)에 제공될 수 있는 경사량, 즉 경사각(46)은 특별히 중요하지 않으며, 본 발명의 범주 내에서는 어떠한 광범위한 경사각을 고려할 수 있다. 예로서 바람직한 일 실시예에 있어서, 경사각은 약 45-75도의 범위로 선택할 수 있다.
원하는 수량의 스프링(22)을 형성하고, 또 이들을 반도체 다이(12)의 각종 접점 패드(14)에 고정한 후, 반도체 다이(12)는 패키지 기판(16)에 실장하여 본 발명에 따른 완성된 반도체 디바이스 어셈블리(10)를 형성한다. 실장 프로세스의 제 1 단계는 다이(12)를 패키지(16)의 윈도우(18) 내에 배치하는 것이다. 이 단계는 반도체 다이를 대응 패키지 윈도우에 배치하는 기술분야에서 알려진 척(비도시)과 같은 장비 또는 장치의 도움을 빌려 실행한다. 다이(12)가 윈도우(18) 내에 배치되면, 다이(12)에 제공된 각종 스프링(22)은 패키지 기판(16)에 제공된 각종 대응 리드 패드(20)와 접촉하게 된다. 다음에, 다이(12)를 윈도우(18) 내에 배치하는데 사용된 장치(예로서 척)를 사용하여 다이(12)를 패키지(16)를 향하여 압박하여 스프링(22)에 미량의 "예비부하"를 준다. 예비부하는 스프링(22)의 실질적으로 모든 루프 또는 코일(34)의 접점 패드(14) 및 리드 패드(20)와의 양호한 전기적 접촉을 보증하는데 일조한다. 다음에, 예로서 에폭시, 폴리이미드 또는 실리콘 점착제와 같은 어떠한 광범위한 다이 부착재료(비도시)를 다이(12)와 패키지(16) 사이에 주입한다. 다이 부착재료는 다이(12)를 패키지(16) 내에 견고하게 부착시켜서 스프링의 예비부하가 지속될 수 있도록 해준다. 이와는 다른 다이 부착재료 적용방법을 사용할 수 있는데, 이것은 당업자가 본 발명의 기술사상에 정통해진 후에 분명해질 것이다. 예로서, 다이 부착재료는 다이(12)를 윈도우(18) 내의 위치로 옮기기 전에 패키지 기판에 도포할 수 있다. 다이(12)를 윈도우(18) 내에 고정시킨 후에는 어떠한 경우에도, 반도체 다이(12)에 포함된 나머지 I/O 패드(비도시)는 본 기술분야에서 잘 알려진 프로세스(예로서 와이어 본딩) 또는 장래에 개발될 프로세스를 망라한 광범위한 프로세스 중 어느 프로세스에 따라 패키지(16) 상에 제공된 특정 리드(비도시)에 부착될 것이다.
전술한 바와 같이, 접점 패드(14)를 리드 패드(20)에 전기적으로 접속시키는데 사용되는 코일 스프링(22)은 와이어 본딩 기계로 "진행중에" 형성한다. 그러나 다른 장치도 가능하다. 예로서 도 4를 참조하면, 실시예 2의 반도체 디바이스 어셈블리(110)는 예비형성된 코일 스프링(122)을 포함하고 있다. 예비형성된 코일 스프링(122)은 반도체 다이(112)에 제공된 접점 패드(114)에 부착한다. 도 4에 도시된 실시예에서는 단지 프록시멀 엔드(126)와 디스탈 엔드(128)만이 접점 패드(114)에 본딩되어 있다. 나머지 코일(134)은 패키지 기판(116)에 포함된 접점 패드(114)와리드 패드(120) 양자에 대해 압박하여 스프링(122)을 약간 압축함으로써 실시예 1에서 설명한 예비부하를 만든다. 예비형성된 스프링(122)의 프록시멀 엔드(126)와 디스탈 엔드(128)는 그와 같은 재료의 본딩을 위해 본 기술분야에서 잘 알려진 프로세스(예로서 열압착 또는 열음파 본딩) 또는 장래에 개발될 프로세스를 망라한 광범위한 프로세스 중 어느 프로세스로 접점 패드(114)에 부착한다.
또 다른 장치도 가능하다. 예로서 실시예 3의 반도체 디바이스 어셈블리(210)는 도 5에 최상으로 도시된 바와 같이 예비형성된 코일 스프링(222)을 포함하고 있다. 그러나 실시예 3에서는 예비형성된 코일 스프링(222)이 분리된 본드 와이어(223)에 의해 다이(212)의 접점 패드(214)에 부착되어 있다. 본드 와이어(223)는 스프링 축(230)에 일반적으로 평행하도록 스프링(222)의 각종 코일(234)을 통해 연장되어 있다. 본드 와이어(223)의 프록시멀 엔드(227)와 디스탈 엔드(229)는 광범위한 프로세스 중 어느 프로세스, 예로서 열음파 또는 열압착 본딩 기술을 이용하여 다이(212)의 접점 패드(214)에 부착한다. 스프링(222)의 각종 코일(234)은 패키지 기판(216)에 포함된 접점 패드(214)나 리드 패드(220)에 개별적으로 본딩되지 않기 때문에, 반도체 디바이스 어셈블리(210)의 조립 중에 스프링(222)을 약간 압축하여 전술한 예비부하를 만들 필요가 있다. 스프링 예비부하는 스프링(222)의 각각의 코일(34)이 각각의 접점 패드(214) 및 리드 패드(220)와의 양호한 전기적 접촉을 보증하는데 일조한다.
마지막으로, 다이(예로서,12)에 제공된 각종 접점 패드(예로서, 14)는 전술한 바와 같이 광범위한 구성 중 어느 구성으로 이루어질 수 있다. 예로서 도 6을참조하면, 또 다른 실시예의 반도체 다이(312)가 실질적으로 도시된 바와 같이 배열된 8개의 각각의 접점 패드(314)를 포함하고 있다. 각각의 분리된 접점 패드(314)에는 하나의 스프링(322)이 제공되어 있다(도 6에는 명확성을 기하기 위해 단지 하나의 스프링(322)만을 도시하고 있다). 물론, 짝이 되는 패키지 기판(비도시)에 제공된 리드 패드(비도시)는 리드 패드(비도시)가 다이(312)에 제공된 대응 접점 패드(314)와 실질적으로 정렬되도록 유사한 구성으로 배열될 것이다. 각각의 접점 패드(314)에 제공된 스프링(322)은 상기하고 도시한 실시예 중 어느 실시예로 이루어질 수 있다.
이상 설명한 발명적 개념을 각종 실시예로 표현했지만, 첨부한 특허청구범위는 종래기술에 의해 제한되는 한을 제외하고는 본 발명의 다른 실시예들을 포함하는 것으로 해석해야 할 것이다.
현재 이용할 수 있는 평행한 본드 와이어 구조에 전형적으로 관련되는 높은 인덕턴스, 신호 누화 및 캐패시턴스 효과 뿐 아니라 저항 전력손실을 동시에 최소화하면서도 최신의 고출력 반도체 디바이스의 일부에서 요구되는 비교적 높은 전류를 제공할 수 있는 반도체 패키지 어셈블리가 본 발명에 따라 제공되어 서두에서 언급한 종래기술에서의 문제점을 해소할 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체 디바이스 어셈블리(10)에 있어서,
    ① 적어도 하나의 접점 패드(14)를 갖는 반도체 다이(12),
    ② 적어도 하나의 리드 패드(20)를 갖는 패키지 기판(16)-상기에서 패키지 기판(16)은 반도체 다이(12)가 패키지 기판(16) 상에 위치할 때 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)가 패키지 기판(16)의 리드 패드(20)와 실질적으로 정렬되도록 반도체 다이(12)를 수용하기 위한 사이즈임-, 및
    ③ 축(30)을 갖는 코일 스프링(22)-상기에서 코일 스프링(22)은 코일 스프링(22)의 축(30)이 반도체 다이(12)에 포함된 접점 패드(14)와 패키지 기판(16)에 포함된 리드 패드(20)에 실질적으로 평행하도록 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)와 패키지 기판(16)의 리드 패드(20) 사이에 배치됨-
    을 포함하는 반도체 디바이스 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일 스프링(22)은 상기 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 부착되는 반도체 디바이스 어셈블리.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반도체 다이(12)는 상부면(38)과 하부면(36)을 포함하며, 상기 접점 패드(14)는 상기 반도체 다이(12)의 하부면(36)에 위치하는 반도체 디바이스 어셈블리.
  4. 반도체 다이(12)에 있어서,
    ① 제 1 측면(36)과 제 2 측면(38)을 갖는 일반적으로 편평한 기판,
    ② 반도체 기판(12)의 제 1 측면(36)에 위치한 접점 패드(14), 및
    ③ 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 부착된 축(30)을 갖는 코일 스프링(22)-상기에서 코일 스프링(22)의 축(30)은 반도체 다이(12)의 제 1 측면(36)에 일반적으로 평행함-
    을 포함하는 반도체 다이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 코일 스프링(22)은 프록시멀 엔드(26 :proximal end)와 디스탈 엔드(28 :distal end)를 포함하는데, 코일 스프링(22)의 프록시멀 엔드(26)는 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 제 1 위치에서 부착되고, 코일 스프링(22)의 디스탈엔드(26)는 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 제 2 위치에서 부착되는 반도체 다이.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 코일 스프링(22)은 적어도 하나의 코일(34)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 코일(34)은 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 부착되는 반도체 다이.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일 스프링(22)은 프록시멀 엔드(26), 디스탈 엔드(28) 및 적어도 하나의 코일(34)을 포함하며, 상기 반도체 다이(12)는 프록시멀 엔드(227)와 디스탈 엔드(229)를 갖는 본드 와이어(223)를 더 포함하는데, 상기 본드 와이어(223)는 일반적으로 상기 코일 스프링(22)의 축(30)을 따라서 상기 코일 스프링(22)의 코일(34)과, 상기 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 부착되는 상기 본드 와이어(223)의 프록시멀 엔드(227)와 디스탈 엔드(229)를 통해 연장하여 상기 코일 스프링(22)을 상기 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 고정시키는 반도체 다이.
  8. 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)를 패키지 기판(16)의 리드 패드(20)에 접속시키는 방법에 있어서,
    ① 적어도 하나의 코일(34)을 갖는 코일 스프링(22)을 반도체 다이(12)의 접점 패드(14)에 배치하는 단계와,
    ② 코일 스프링(22)이 패키지 기판(16)의 리드 패드(20)와 실질적으로 정렬되도록 반도체 다이(12)를 패키지 기판(16)에 인접하여 위치시키는 단계와,
    ③ 반도체 다이(12)와 패키지 기판(16)을 함께 압박하여 코일 스프링(22)을 압축함으로써 코일 스프링(22)을 예비부하(pre-load) 상태로 만드는 단계와, 그리고
    ④ 반도체 다이(12)를 패키지 기판(16)에 대해 고정된 위치에서 유지시켜서 상기 예비부하 상태를 지속시키는 단계를 포함하는 접속방법.
  9. 접점 패드(14)에 코일 스프링(22)을 형성하는 방법에 있어서,
    ① 와이어(24)의 프록시멀 엔드(26)를 접점 패드(14)에 부착하는 단계,
    ② 와이어(24)를 3차원 공간(3-dimensional space)으로 이동하여 접점 패드(14)로부터 일반적으로 외부로 연장하는 제 1 코일(32)을 형성하는 단계, 및
    ③ 와이어(24)를 접점 패드(14)에 부착하는 단계
    를 포함하는 코일 스프링 형성방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    ④ 와이어(24)를 3차원으로 이동하여 접점 패드(14)로부터 일반적으로 외부로 연장하는 후속 코일(32)을 형성하는 단계,
    ⑤ 와이어(24)를 접점 패드(14)에 부착하는 단계, 및
    ⑥ 단계 ④와 ⑤를 반복하여 원하는 수의 코일(34)을 갖는 스프링(22)을 형성하는 단계
    를 포함하는 코일 스프링 형성방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020037711A (ko) * 2000-11-15 2002-05-22 가네꼬 히사시 반도체장치, 그 제조방법 그리고 제조에 사용되는코일스프링절단지그 및 코일스프링안내지그

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6439894B1 (en) * 2001-01-31 2002-08-27 High Connection Density, Inc. Contact assembly for land grid array interposer or electrical connector
US7083427B2 (en) * 2002-01-15 2006-08-01 Tribotek, Inc. Woven multiple-contact connectors
CN100452556C (zh) * 2002-01-15 2009-01-14 翠伯泰克有限公司 多触点编织型连接器和包括该连接器的连接器阵列
US7056139B2 (en) * 2002-01-15 2006-06-06 Tribotek, Inc. Electrical connector
US7077662B2 (en) * 2002-01-15 2006-07-18 Tribotek, Inc. Contact woven connectors
US6551112B1 (en) * 2002-03-18 2003-04-22 High Connection Density, Inc. Test and burn-in connector
US6846184B2 (en) * 2003-01-24 2005-01-25 High Connection Density Inc. Low inductance electrical contacts and LGA connector system
GB2419467C (en) * 2003-07-11 2007-01-09 Tribotek Inc Multiple-contact woven electrical switches
US7097495B2 (en) * 2003-07-14 2006-08-29 Tribotek, Inc. System and methods for connecting electrical components
US7140916B2 (en) * 2005-03-15 2006-11-28 Tribotek, Inc. Electrical connector having one or more electrical contact points
JP5013681B2 (ja) * 2005-05-10 2012-08-29 新日鉄マテリアルズ株式会社 半導体実装体、半導体実装体半製品及びその製造方法
US7214106B2 (en) * 2005-07-18 2007-05-08 Tribotek, Inc. Electrical connector
US20090220833A1 (en) * 2005-09-21 2009-09-03 Jones Eric T Fuel Cell Device
US7982290B2 (en) 2006-01-12 2011-07-19 Palo Alto Research Center, Inc. Contact spring application to semiconductor devices
US20070222087A1 (en) * 2006-03-27 2007-09-27 Sangdo Lee Semiconductor device with solderable loop contacts
US7833019B2 (en) * 2007-05-24 2010-11-16 Methode Electronics, Inc. Spring beam wafer connector
US7384271B1 (en) 2007-06-14 2008-06-10 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Compressive cloverleaf contactor
CN101316014B (zh) * 2007-10-17 2012-02-01 番禺得意精密电子工业有限公司 电连接装置及其组装方法
US7794235B2 (en) * 2008-01-31 2010-09-14 Methode Electronics, Inc. Continuous wireform connector
US7806699B2 (en) * 2008-01-31 2010-10-05 Methode Electornics, Inc. Wound coil compression connector
US7806737B2 (en) * 2008-02-04 2010-10-05 Methode Electronics, Inc. Stamped beam connector
US20100126764A1 (en) * 2008-11-24 2010-05-27 Seagate Technology, Llc die ground lead
US8128418B1 (en) * 2010-08-17 2012-03-06 Hamilton Sundstrand Space Systems International, Inc. Thermal expansion compensator having an elastic conductive element bonded to two facing surfaces
US9312610B2 (en) * 2013-09-06 2016-04-12 Sensata Technologies, Inc. Stepped spring contact
US9275970B1 (en) * 2014-08-13 2016-03-01 Hamilton Sundstrand Corporation Wire bonds for electronics
EP3112830B1 (en) 2015-07-01 2018-08-22 Sensata Technologies, Inc. Temperature sensor and method for the production of a temperature sensor
JP6706494B2 (ja) 2015-12-14 2020-06-10 センサータ テクノロジーズ インコーポレーテッド インターフェース構造
US10109556B2 (en) 2016-03-07 2018-10-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for spring-based device attachment
US10428716B2 (en) 2016-12-20 2019-10-01 Sensata Technologies, Inc. High-temperature exhaust sensor
US10502641B2 (en) 2017-05-18 2019-12-10 Sensata Technologies, Inc. Floating conductor housing
US10937752B1 (en) * 2020-08-03 2021-03-02 Topline Corporation Lead free solder columns and methods for making same
US20230253757A1 (en) * 2020-08-19 2023-08-10 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser module

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921201A (en) * 1972-01-22 1975-11-18 Siemens Ag Improved liquid cooled semiconductor disk arrangement
US5829128A (en) * 1993-11-16 1998-11-03 Formfactor, Inc. Method of mounting resilient contact structures to semiconductor devices
US4830979A (en) * 1988-08-01 1989-05-16 Sundstrand Corp. Method of manufacturing hermetically sealed compression bonded circuit assemblies
JPH0653277A (ja) 1992-06-04 1994-02-25 Lsi Logic Corp 半導体装置アセンブリおよびその組立方法
US5897326A (en) * 1993-11-16 1999-04-27 Eldridge; Benjamin N. Method of exercising semiconductor devices
US6023103A (en) * 1994-11-15 2000-02-08 Formfactor, Inc. Chip-scale carrier for semiconductor devices including mounted spring contacts
JP3653131B2 (ja) * 1995-12-28 2005-05-25 日本発条株式会社 導電性接触子
US5976913A (en) * 1996-12-12 1999-11-02 Tessera, Inc. Microelectronic mounting with multiple lead deformation using restraining straps
US5989939A (en) * 1996-12-13 1999-11-23 Tessera, Inc. Process of manufacturing compliant wirebond packages
AU8280398A (en) * 1997-06-30 1999-01-19 Formfactor, Inc. Sockets for semiconductor devices with spring contact elements
US6159773A (en) * 1999-02-12 2000-12-12 Lin; Mou-Shiung Strain release contact system for integrated circuits

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020037711A (ko) * 2000-11-15 2002-05-22 가네꼬 히사시 반도체장치, 그 제조방법 그리고 제조에 사용되는코일스프링절단지그 및 코일스프링안내지그

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TW465052B (en) 2001-11-21
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US6312973B2 (en) 2001-11-06
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