JPH11204689A - 集積回路パッケージ、その作製方法およびその製造システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的な直接的「フリップチップ」を有し、
ＴＡＢのフレキシビリティと正確さを備えたパッケージ
ング方法、パッケージング装置、およびそれにより製造
されたパッケージを提供する。 【解決手段】 基板上に導電性トレースを設け、基板を
貫通する孔を形成することにより集積回路パッケージが
形成される。孔のうち少なくとも１つは、導電性トレー
スと少なくとも部分的に境界を接する。基板は、ダイパ
ッドを有するダイ上に設けられる。基板内の孔のうち少
なくとも１つは、ダイパッドと整合する。基板の孔に導
電性片が挿入されて、ダイパッドと基板内の孔に近接す
る導電性トレースとの間の機械的および電気的接続を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路パッケー
ジングに関し、特に、バンプにより結合された配線によ
るフレックステープパッケージングに関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路は、典型的には、チップとして
一般的に知られているダイ上に形成されている。ある製
造業者がダイを形成して、別の製造業者がより大きな回
路内の回路素子としてダイを用いることが一般的に行わ
れている。このことは、製造業者間の運搬中にダイがダ
メージを受けないように且つ他の回路素子に接続するた
めに回路基板に容易に実装され得るように、ダイをパッ
ケージングすることを必要とする。ダイパッケージング
の一般的な形態は、成形されたプラスチック片から延び
る導電性ピンを有するピンパッケージを用いる。ピン
は、回路基板の孔に挿入され得、ピンと他の回路素子を
基板上で電気的に接続するために基板上の導電性トレー
スに半田付けされ得る。ピンパッケージ内において、ピ
ンは、ダイ上に形成されているダイパッドに電気的に接
続されている。ダイパッドは、ダイ内での回路素子への
電気的接続を構成し、入力信号をダイに付与し且つダイ
から出力信号を取り出す手段を提供する。

【０００３】ダイをピンパッケージに接続するために多
くの技術が開発されている。１つの技術は、ワイヤボン
ディングとして知られており、ワイヤ片の端部を加熱し
てボールを形成し、このボールを圧力および／または熱
によりダイパッドに取り付ける。その後ワイヤは引き出
されてワイヤの第２の端部が圧力および／または熱によ
りピン接続部に取り付けられる。ワイヤボンディングに
おいて、ダイパッドはピンパッケージとは逆の方向を向
き、ワイヤボンドのワイヤはダイの上方およびダイとピ
ンパッケージとの間において円弧を形成する。ワイヤボ
ンディングにおいて、ピン接続部は、ダイがピンパッケ
ージ内にあるときにダイの周縁に沿って延びる。従っ
て、ダイをピンパッケージに結合するために要するワイ
ヤの長さを最小にするために、ダイパッドは典型的には
ダイの周縁回りに沿って設けられる。ダイパッドがダイ
の周縁にあることの必要性は、ダイの設計費を増大させ
る。なぜなら、設計者が、単に集積回路の入力および出
力を集積回路近傍にあるダイパッドに接続するのではな
く、ダイの周縁近傍に位置するダイパッドに全ての集積
回路の入力および出力を接続する方法を見つけることが
必要だからである。さらに、ピンパッケージのサイズも
増大させる。なぜなら、ピンパッケージの周縁は全ての
ピンを収容するために十分大きくなければならないから
である。

【０００４】第２のタイプのパッケージングは、ＴＡＢ
(Tape Automated Bonding)として知られている。ＴＡＢ
パッケージにおいて、パッケージング基板は、ダイ上に
位置する。このパッケージング基板は典型的には、片側
に導電性トレースを形成するようにパターニングされた
薄い導電性フィルムをコートされたポリアミドフィルム
により形成される。このポリアミドフィルムは通常、テ
ープまたはフレックステープと呼ばれる。テープは、タ
ブリードを介してダイパッドに接続される。タブリード
は、テープの周縁上に延びるビームの先端または端部に
おいてテープにより支持されている短い金属製ビーム(s
hort metal beam)である。これらの金属製ビームは、加
熱によりダイパッド上に圧着されて、ダイとテープ上の
導電性トレースとの間の接続を構成する。

【０００５】ダイ上にテープを位置決めすることに関連
する位置決め誤差を低減させるために、ダイパッド上ま
たはＴＡＢリードの端部のいずれかにバンプが形成され
る。これらのバンプは、ＴＡＢビームとダイパッドとの
間の接続表面領域を増大させる導電性ボールである。先
行技術において、バンプは、金などの導電性ボールをダ
イパッド上に載置しボールをダイパッド上に加熱により
圧着することにより形成されていた。このようなバンピ
ングは、追加のパッケージング工程を導入した。なぜな
ら、ビームがバンプ上に圧着され得る前にバンプがダイ
パッド上に形成されなければならなかったからである。
ＴＡＢリードまたはビーム上にバンプを形成する他の先
行技術のＴＡＢシステムにおいて、ビームが選択的にエ
ッチングされてボールを形成するか、あるいは予め形成
されたボールがビームの端部に取り付けられる。

【０００６】ワイヤボンディングがピンパッケージの残
りの部分とは逆の方向を向いているダイパッドを必要と
する一方、ＴＡＢ構造は、ワイヤボンディングにおける
ようなフェースアップ構造と「フリップチップ(flip-ch
ip)」構造との両方で用いられ得る。「フリップチッ
プ」構造において、ダイパッドはピンに対向し、そのた
め、パッケージはより小さい。なぜなら、ダイの周縁内
においてピンへの接続がなされるからである。「フリッ
プチップ」構造においてＴＡＢ構造を用いるとき、導電
性ボールはテープ上の導電性トレースとピンパッケージ
内のピン接続部との間に挟まれる。「フリップチップ」
はさらに、フレックステープを用いることなく、半田ボ
ールを用いてダイパッドをピン接続部に直接接続するこ
とにより達成され得る。しかし、フレックステープは、
パッドに対するピンの位置決めにおいてより高いフレキ
シビリティを提供するため、好適である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＴＡＢ「フリップチッ
プ」はより小さいパッケージとより高いフレキシビリテ
ィとを提供するために好適であるが、ＴＡＢ「フリップ
チップ」に関連する追加のプロセス工程は非効率的であ
る。特に、ダイパッドまたはＴＡＢリード上にバンプを
形成するプロセス工程は非効率的な余分の工程であっ
た。

【０００８】従って、効率的な直接的「フリップフロッ
プ」を有し、ＴＡＢのフレキシビリティと正確さを備え
たパッケージングを提供するという課題があった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、作製工程が簡単で、且つ効率的な直接的
「フリップフロップ」を有し、ＴＡＢのフレキシビリテ
ィと正確さを備えた集積回路パッケージ、その作製方法
およびその製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による集積回路パ
ッケージは、電気的に導電性のトレースを有する基板で
あって、該電気的に導電性のトレースのうちの少なくと
も１つが該基板内の少なくとも１つの孔と境界を接する
基板と、該基板に近接し、該基板内の１つの該孔と整合
する少なくとも１つのダイパッドを有するダイと、該基
板内の孔内の電気的に導電性であるプラグであって、該
基板上の該電気的に導電性であるトレースのうちの少な
くとも１つを該ダイパッドに電気的に接続し、該導電性
トレースの少なくとも一部が該基板と該電気的に導電性
であるプラグとの間に位置する、電気的に導電性である
プラグとを含み、このことにより上記目的が達成され
る。

【００１１】前記導電性トレースが、前記基板内の少な
くとも１つの前記孔を取り囲むように構成してもよい。

【００１２】前記基板が、該基板内の少なくとも１つの
該孔と境界を接する前記電気的に導電性であるトレース
に接続された少なくとも１つの電気的に導電性であるパ
ッドを含んでいてもよい。

【００１３】前記電気的に導電性であるパッドが、前記
基板の第１の側にあり、前記ダイが該基板の第２の側に
あり、該第１の側と該第２の側とは互いに対向するよう
に構成してもよい。

【００１４】前記電気的に導電性であるパッドが、ベー
スと該ベースから延びるピンとを有するピンパッケージ
にさらに接続されていてもよい。

【００１５】前記基板と前記ダイとが、前記ピンパッケ
ージの前記ベースにフリップされて、前記電気的に導電
性であるパッドを該ピンパッケージに接続する構成であ
ってもよい。

【００１６】前記電気的に導電性であるパッドが、該導
電性パッドと前記ピンパッケージとに接着する導電性ボ
ールを介して該ピンパッケージに接続されていてもよ
い。

【００１７】前記電気的に導電性であるプラグが、前記
基板内の前記孔に挿入される前に球形状であってもよ
い。

【００１８】前記電気的に導電性であるプラグが、前記
基板内の前記孔に挿入されて、前記ダイとコンタクトす
るようにしてもよい。

【００１９】前記電気的に導電性であるプラグが、球根
形状端部を形成するように加熱された導電性ワイヤによ
り形成されていてもよい。

【００２０】本発明による集積回路パッケージの作製方
法は、基板上に導電性トレースを形成する工程と、該基
板を貫通する孔を形成する工程であって、該孔のうちの
少なくとも１つが該導電性トレースと部分的に境界を接
するようにする工程と、ダイパッドを有するダイ上に該
基板を載置する工程であって、該基板内の該孔のうちの
少なくとも１つが該ダイパッドと整合するように、該基
板を該ダイ上に位置づける工程と、該基板内の該孔に導
電性片を挿入して、該ダイパッドと、該基板内の該孔と
境界を接する該導電性トレースとの間に機械的接続およ
び電気的接続を形成する工程とを含み、このことにより
上記目的が達成される。

【００２１】前記導電性トレースが、前記基板内の前記
孔全体を取り囲むようにしてもよい。

【００２２】前記導電性片が、球根形状端部を形成する
ように加熱されたワイヤにより形成されていてもよい。

【００２３】前記ワイヤを前記球根形状端部において切
断するワイヤボンディングマシンを、前記孔内に前記球
根形状端部を載置した後に該孔に対して移動させること
により、前記導電性片が該孔に挿入されるようにしても
よい。

【００２４】上記方法は、前記導電性トレースにより形
成された前記導電性パッド上に導電性バンプを配置する
工程と、他の回路素子に接続するための導電性ピンを有
するピンパッケージに該導電性バンプを接続する工程で
あって、該導電性ピンが電気的導電体を介して該導電性
バンプに接続される工程とをさらに含んでいてもよい。

【００２５】前記導電性バンプが、前記基板の第１の側
に設けられ、前記ダイが、該基板の、前記第１の側に対
向する第２の側に設けられていてもよい。

【００２６】本発明による集積回路パッケージの製造シ
ステムは、基板上に導電性材料の薄膜を堆積する薄膜堆
積手段と、該導電性材料の該薄膜をパターニングして該
導電性材料のトレースを形成するパターニング手段と、
該基板内に孔を形成する穿孔形成手段であって、該孔の
うち少なくとも１つが該導電性材料の該トレースと部分
的に境界を接するようにする、穿孔形成手段と、ダイ上
のダイパッドが該基板内の該孔のうち少なくとも１つと
整合するように、該基板を該ダイに対して位置決めする
位置決め手段と、該基板内の該孔に導電性材料を挿入す
ることにより、該基板を該ダイに結合する結合手段であ
って、該挿入された導電性材料が該導電性材料の該トレ
ースと該ダイパッドとの両方にコンタクトするようにす
る、結合手段とを含み、このことにより上記目的が達成
される。

【００２７】前記結合手段がワイヤボンダであり、前記
導電性材料が該ワイヤボンダによってワイヤの端部に形
成されるボールであり、該ボールが該ワイヤの該端部を
加熱することにより形成されていてもよい。

【００２８】前記穿孔形成手段が、前記導電性材料の前
記トレースにより取り囲まれた領域を穿孔するようにし
てもよい。

【００２９】前記基板がフレックステープであってもよ
い。

【００３０】以下に作用について説明する。

【００３１】本発明によれば、他のＴＡＢ方法において
見られる余分な工程が排除される。具体的には、バンプ
を形成する工程とバンプをフレックステープ上の導電性
テープに接続する工程とを組み合わされる。本発明にお
いては、バンプをダイ上に形成しその後導電性ビームを
バンプに接続することに代えて、バンプの形成とバンプ
のフレックステープおよびダイパッドへの接続とが同時
に行なわれる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１は、部分２２を拡大した形態
で示す、ウエハ２０を示す図である。拡大された部分２
２に示すように、ウエハ２０は、ダイ２４Ａ、２４Ｂお
よび２４Ｃなどのダイマトリクスからなる。各ダイは、
シリコン基板２６上に配設またはシリコン基板２６中に
拡散された回路コンポーネントおよび導電性トレース
（図示せず）を含む。シリコン基板はウエハ２０の体積
を構成する。各ダイは、ダイ２４Ａのボンドパッド３０
Ａおよび３０Ｂのようなボンドパッドを含む。一連のボ
ンドパッドは概して、ダイの周縁回りに延び、各ボンド
パッドはダイ内の導電性トレースに接続する比較的大き
い導電性表面である。さらに、ダイ２４Ａのボンドパッ
ド３０Ｃのような、ダイの中央近傍に位置するボンドパ
ッドもある。ボンドパッドは、入力および電力信号がダ
イに送信されることと出力信号がダイから外部回路に送
信されることとを可能にする。

【００３３】ウエハから切り取られた後、ダイは、図２
のパッケージ３２などのパッケージを介して外部回路に
接続される。パッケージ３２は、回路基板に半田付けさ
れ得て他の回路コンポーネントと接続されるピン３４を
含む。図２において、ピンパッケージ３２は、半田付け
ボンド（図示せず）を介してダイ２４Ａに接続される。
半田付けボンドは、ダイ２４Ａとピン３４上のピン接続
部とに結合される。図２に示すパッケージは典型的に
は、「フリップチップ」パッケージ設計と呼ばれ、ダイ
とピンパッケージとの間の接続がダイとピンパッケージ
との間の層において行われる。

【００３４】図３は、本発明の第１の実施形態を示す、
集積回路パッケージ５０の断面図である。図３におい
て、ダイ５２は、ピン５６を有するピンパッケージ５４
内にある。ピン５６は、ピンパッケージ５４上に位置す
るピン接続部５８に電気的に接続する。

【００３５】ダイ５２は、メタライゼーション層６０に
より部分的に覆われている。メタライゼーション層６０
は、ダイ５２上にトレースを形成するためにパターニン
グされている。メタライゼーション層６０は、導電材料
であり、典型的にはアルミニウム合金である。保護層６
２は、ダイ５２の一部分であってメタライゼーション層
６０によって覆われていない部分を覆い、メタライゼー
ション層６０のほぼ全体を覆う。保護層６２は絶縁体で
あり、好適には酸化シリコンである。メタライゼーショ
ン層６０の一部分であって保護層６２によって覆われて
いない部分は、ダイ５２用のダイパッドを規定する。例
えば、図３のダイパッド６４は、保護層６２がメタライ
ゼーション層６０を覆っていない領域である。

【００３６】薄膜ポリアミドテープ６６は、薄膜ポリア
ミドテープ６６内の孔がダイ５２上のダイパッドと整合
するように、保護層６２とピンパッケージ５４の一部を
覆う。例えば、図３において、薄膜ポリアミドテープ６
６の孔６８はダイパッド６４と整合する。薄膜ポリアミ
ドテープ６６は、導電性トレースを形成するためにパタ
ーニングされた導電性材料、好適には銅の薄膜にととも
に積層される。導電性トレースは、薄膜ポリアミドテー
プ６６内の孔を取り囲む導電性リングと薄膜ポリアミド
テープ６６の周縁を越えて延びる導電性ビームとを形成
する。例えば、図３において、トレース７０は孔６８回
りにリング７２を形成し、薄膜ポリアミドテープ６６を
越えて延びるビーム７４を形成する。ビーム７４はコン
タクトバンプ７６まで延びる。コンタクトバンプ７６
は、下方に押圧されてピンコンタクト５８に加熱圧着に
より結合される。このようにして、ピン５６はトレース
７０に電気的に接続される。

【００３７】好適には金で形成されたワイヤバンプ８０
は、トレース７０のリング７２内と薄膜ポリアミドテー
プ６６の孔６８内とに挿入されて、ダイパッド６４と電
気的および機械的にコンタクトする。ワイヤバンプ８０
は、ワイヤバンプ８０の一部分がリング７２の上面にコ
ンタクトするように、孔６８内に押し込まれる。上記上
面とは、薄膜ポリアミドテープ６６に接するリング７２
の表面とは逆の側にある。このように、ワイヤバンプ８
０は、薄膜ポリアミドテープ６６およびダイ５２方向に
リング７２を押し、リング７２とダイパッド６４とを電
気的に接続する。こうして、ダイパッド６４とトレース
７０とピン５６とが電気的に接続される。

【００３８】集積回路パッケージ５０を単一のピン５
６、単一のトレース７０、単一のワイヤバンプ８０と単
一のダイパッド６４に照らして述べてきたが、当業者で
あれば、複数のピン、トレース、ワイヤバンプ、および
ダイパッドが集積回路パッケージ５０を構成することを
認識する。

【００３９】図４は、本発明の第２の実施形態を示す集
積回路パッケージ１００の断面図である。集積回路パッ
ケージ１００は、ダイ１０２とポリアミド薄膜１０４と
が、ピン接続部１０８とピン１１０とを有するピンパッ
ケージ１０６にフリップされた、フリップチップ設計で
ある。図３同様、ダイ１０２はパターニングされた導電
性トレース１１２により部分的に覆われている。保護層
１１４がダイ１０２の残りの部分とパターニングされた
導電性トレース１１２のほとんどとを覆う。パターニン
グされた導電性トレース１１２の小さい部分であって保
護層１１４によって覆われていない部分が、ダイ１０２
上にダイパッド１１６を形成する。

【００４０】ポリアミド薄膜１０４は、保護層１１４を
覆い、好適には銅により形成された導電性トレースとと
もに積層される。導電性トレースは、ポリアミド薄膜１
０４上にパターニングされた導電性経路を形成し、ポリ
アミド薄膜１０４の孔回りに形成された導電性リングを
含む。例えば、導電性トレース１１８は孔１２２回りの
導電性リング１２０を形成する。好適には金により形成
される導電性バンプ１２４は、リング１２０の一部を覆
い、孔１２２内を延びてダイパッド１１６にコンタクト
する。導電性バンプ１２４は、導電性トレース１１８と
ダイパッド１１６とを機械的および電気的に接続する。

【００４１】導電性トレースはさらに、ピンパッケージ
１０６にダイを「フリッピング」する前に半田ボールに
よってバンプされた導電性パッドを含む。例えば、導電
性トレース１１８は、半田ボール１２８でバンプされた
導電性パッド１２６を形成する。半田ボール１２８は導
電性パッド１２６に加熱により圧着されるか又は接着剤
により接着される。ダイ１０２がピンパッケージ１０６
にフリップされる時、半田ボール１２８がピン接続部１
０８と整合して、接着性ボンドを介して又はピン接続部
１０８に流れてピン接続部１０８と接着されるように半
田ボール１２８を加熱することによりピン接続部１０８
に接続する。ダイ１０２がピンパッケージ１０６にフリ
ップされた後、電気的接続はピン１１０からピン接続部
１０８と半田ボール１２８と導電性パッド１２６と導電
性トレース１１８と導電性リング１２０と導電性バンプ
１２４とを介してダイパッド１１６に延びる。

【００４２】図４において、ダイ１０２は、好適には成
形されたプラスチックであり、剛性的にポリアミド薄膜
を保持するために用いられるフィラー材料１３０により
取り囲まれている状態で示されている。ポリアミド薄膜
１０４上においてダイを越えて延びる導電性パッドを収
容するために剛性が必要である。このようなパッドは図
４には示していないが、当業者であれば、このような構
成は図４の実施形態によって容易に収容されることを認
識する。

【００４３】簡略化のため図４には、１つのピン、１つ
の導電性トレース、および１つのダイパッドが示されて
いるが、当業者であれば、本発明の集積回路パッケージ
はより多くのピン、トレース、およびダイパッドを、図
４に示す構成に類似の構成で含むことを認識する。

【００４４】図５は、図４の集積回路パッケージの一部
分の底面図である。特に、図５は、半田ボールが導電性
パッドに接着される前で且つポリアミド薄膜１０４が導
電性バンプを介してダイ１０２に接続された後のポリア
ミド薄膜１０４を示す。例えば、トレース１１８の導電
性パッド１２６にはまだ半田ボールがバンプされていな
いが、導電性バンプ１２４はポリアミド薄膜１０４を介
して設けられており、導電性リング１２０をダイ１０２
のダイパッド（図示せず）に接続している。ダイ１０２
はポリアミド薄膜１０４により覆われているため、ダイ
１０２の輪郭を点線で示す。

【００４５】図６は、本発明の集積回路パッケージを製
造するプロセスを示すフロー図である。まず、ステップ
１５０において、導電性フィルムをポリアミドフィルム
上に積層する。その後ステップ１５２において、導電性
フィルムにフォトレジストをコートする。ステップ１５
４において、フォトレジストをマスクされた光でパター
ニングする。マスクされた光は、コンタクトマスクまた
は何らかの他のマスキング形態を用いて形成され得る。
ステップ１５６において、フォトレジストを現像して、
フォトレジストの不要な部分を除去する。ポジ型フォト
レジストの場合、フォトレジストの現像によりフォトレ
ジストの露光された部分が除去される。ネガ型フォトレ
ジストの場合、マスクされた部分が現像中に除去され
る。導電性フィルムの一部分であってフォトレジストの
現像により露出された部分をエッチングして、これらの
部分の導電性フィルムを排除する。導電性フィルムをエ
ッチングした後、残りのフォトレジストを残りの導電性
フィルムから剥がす。

【００４６】ステップ１５８において、ポリアミドフィ
ルムのうち、導電性フィルム近傍部分に穿孔を形成す
る。１つの好適な実施形態において、パターニングステ
ップ１５２、１５４、および１５６は導電性フィルム中
にリングを形成する。その後好適には、これらのリング
の中心に穿孔を形成することにより、導電性材料によっ
て囲まれた孔のみを残す。ポリアミドフィルムに穿孔を
形成した後、ステップ１６０において、孔をダイパッド
に整合させるようにフィルムをダイ上に位置づける。孔
がダイパッドと整合した後、ステップ１６２において、
導電性ボールを孔に挿入してダイパッドと導電性フィル
ムとをコンタクトさせる。好適な実施形態において、導
電性ボールを、ワイヤボンディングマシンにより形成す
る。ワイヤボンディングマシンは、金製ワイヤ片の端部
を、レーザまたは電気アークを用いて加熱する。その結
果、ワイヤは溶融して球根形状に収縮する。その後、球
根形状のワイヤを孔に挿入してダイパッドにコンタクト
させる。その後ワイヤボンディングマシンは、ワイヤを
球根形状端部で切断するために、平面内をダイパッドに
平行に且つポリアミドフィルム内の孔に垂直に移動す
る。それにより、孔内に導電性ボールを残す。

【００４７】ステップ１６２において導電性フィルム上
のトレースにダイパッドの各々が一旦接続されると、導
電性トレースはステップ１６４において、さらにピンパ
ッケージに接続される。この接続は、「フリップチッ
プ」技術またはＴＡＢプロセスのいずれかを用いること
により達成され得る。「フリップチップ」において、半
田ボールは、導電性トレース上に形成されたパッドにバ
ンプされ、その後ダイ／ポリアミドフィルムの組み合わ
せがピンパッケージにフリップされる。ＴＡＢプロセス
において、導電性トレースは、ポリアミドフィルムの周
縁を越えて延びるビームを形成する。これらのビーム
は、ピンパッケージ上のピン接続部に加熱により圧着さ
れる。

【００４８】図７は、本発明の集積回路パッケージを製
造するシステムを示す。リール１８０は、導電性材料が
積層されて且つフォトレジストをコートされたポリアミ
ド薄膜のウェブをフォトリソグラフィーユニット１８２
に提供する。フォトリソグラフィーユニット１８２は、
光源１８４と、マスク１８６と、レンズ１８８とを含
む。マスク１８６は、ポリアミド薄膜上の導電性材料か
らエッチングにより除去されるべきトレース用の所望の
パターンを有する。光源１８４は、フォトレジストに対
して反応性でありマスク１８６とレンズ１８８を通過し
てフォトレジストに至る、ある波長を有する光を供給す
る。一旦露光されると、材料のウェブは、フォトレジス
トを現像してフォトレジストの一部を除去する現像液１
９０を通過することにより導電性フィルムの一部を露出
させる。ウェブは現像液１９０を通過してエッチャント
１９２に至り、エッチャント１９２は導電性材料の露出
された部分をエッチングにより除去して、好適な実施形
態において導電性リングを含む所望の導電性トレースを
残す。その後ウェブは、フォトレジストストリッパ１９
３に達し、フォトレジストストリッパ１９３は残りのフ
ォトレジストを除去して、パターニングされた導電性ト
レースのみを残す。エッチャント１９２およびストリッ
パ１９３はウェットエッチャントおよびウェットストリ
ッパとして示されているが、当業者であればドライエッ
チャントおよびドライストリッパも用いられ得ることを
認識する。

【００４９】ウェブは、ストリッパ１９３からドリルプ
レス１９４まで進み、ドリルプレス１９４はカメラ１９
６、穿孔ビット１９８、ロボットアーム２００、および
制御ユニット２０２を含む。制御ユニット２０２は、カ
メラ１９６からの画像データを処理してポリアミドフィ
ルムの、穿孔を形成する位置を決定する。好適な実施形
態において、制御ユニット２０２は、ポリアミドフィル
ム上に見られるトレースに匹敵してポリアミドフィルム
内の孔用の所望の位置を含むテンプレートを用いる。画
像データおよびテンプレートに基づいて、制御ユニット
２０２はロボットアーム２００を、ポリアミドフィルム
の様々な位置に移動させて、穿孔ビット１９８を用いて
ポリアミドフィルムの所望の位置に穿孔を形成する。穿
孔ビット１９８はロボットアーム２００の端部に位置す
る。穿孔ビット１９８は、高速ドリルビット、集束レー
ザビーム、または鋭いパンチであり得る。好適な実施形
態において、制御ユニット２０２はポリアミドフィルム
のうち、導電性材料のリングに囲まれた領域に穿孔を形
成する。

【００５０】ポリアミドフィルムに一旦穿孔が形成され
ると、導電性トレースはダイストリーム２０６からのダ
イ上に向かわされ、ワイヤボンディングユニット２０８
が、ポリアミドフィルム内の孔を、ダイ上に見られるダ
イパッドと整合させる。ワイヤボンディングユニット２
０８は、カメラ２１０と制御ユニット２１２と、ロボッ
トアーム２１４と、ロボットアーム２１４の端部に位置
するワイヤボンダ２１６とを含む。カメラ２１０は、ポ
リアミド薄膜の孔をダイのダイパッドと整合させるよう
に、制御ユニット２１２にビデオデータを供給する。さ
らに薄膜が一旦ダイと整合すると、制御ユニット２１２
はロボットアーム２１４を移動させて、ワイヤボンダ２
１６をポリアミド薄膜内の孔上に位置づける。ワイヤボ
ンダ２１６は移動する前に、ワイヤ片の端部に球根形状
ヘッドを形成する。ワイヤボンダ２１６は、一旦孔の上
に位置づけられると、球根形状端部をポリアミドフィル
ム内の孔に挿入して、ダイパッドとコンタクトさせる。
制御ユニット２１２はその後ロボットアーム２１４をダ
イの平面内で、ポリアミド薄膜内の孔に垂直に移動させ
て、ワイヤを球根形状ヘッドの位置で切断する。ワイヤ
ボンダ２１６はその後、ワイヤの新しい切断された端部
を加熱することにより、新しい球根形状ヘッドを形成す
る。ダイパッド上の孔の各々が導電性ボールでバンプさ
れるまで、このプロセスが繰り返される。ダイ上のポリ
アミドフィルムはその後ポリアミドフィルムの残りの部
分から切り離されて、個々のダイはピンパッケージユニ
ット２２０に進む。

【００５１】ピンパッケージユニット２２０は、「フリ
ップチップ」パッケージングユニットまたはＴＡＢマシ
ンであり得る。ピンパッケージングユニット２２０は、
カメラユニット２２２と、制御ユニット２２４と、ロボ
ットアーム２２６と、ボンディングユニット２２８とを
含む。制御ユニット２２４は、カメラ２２２からのビデ
オデータを用いて、ダイを、ピンパッケージストリーム
２３０から選択されたピンパッケージ上に位置づける。
制御ユニット２２４はその後ロボットアーム２２６を移
動させて、ボンディングユニット２２８をダイ上に位置
づける。「フリップチップ」システムにおいて、ボンデ
ィングユニット２２８は、ポリアミド薄膜上のバンプさ
れた半田ボールをリフロー(reflow)する。それにより、
半田ボールはピンパッケージ上のピン接続部に接続す
る。ＴＡＢシステムにおいて、ボンディングユニット２
２８は導電性トレースにより形成された、ポリアミド薄
膜の周縁を越えて延びるビームを、加熱によりピンパッ
ケージ上のピンコンタクト上方に圧着させる。

【００５２】ダイが一旦ピンパッケージに接続すると、
最終的な集積回路パッケージ２３２のテスト準備が完了
する。

【００５３】上述したように、本発明によれば、集積回
路パッケージ、ならびに集積回路パッケージを製造する
方法および装置が提供される。本発明は、基板上の導電
性トレースを形成し、基板を貫通する孔を形成すること
を含む。孔のうち少なくとも１つは、導電性トレースと
部分的に境界を接する。その後基板は、基板内の孔のう
ち少なくとも１つがダイ上のダイパッドと整合するよう
に、ダイ上に載置される。導電性片が基板内の孔に挿入
されて、ダイパッドと基板の導電性トレースとの間の機
械的および電気的接続を形成する。

【００５４】好適な実施形態において、導電性片は、ワ
イヤ片の端部に球根形状ヘッドを形成するワイヤボンデ
ィングマシンにより挿入される。ワイヤボンディングマ
シンは、基板内の孔に球根形状ヘッドを挿入し、ヘッド
がダイパッドとコンタクトするようにする。その後ボン
ディングマシンは、球根形状ヘッドの反対側の端部にお
いてワイヤを切断する。球根形状ヘッドは、ワイヤを加
熱することにより形成されて、球根形状ヘッドは、基板
の平面に沿ってワイヤを保持する装置を移動させること
によりワイヤから切断される。

【００５５】さらなる好適な実施形態において、パッケ
ージは「フリップフロップ」プロセスによって形成され
る。基板上の導電性トレースが導電性パッドを形成し、
半田ボールが導電性パッド上に堆積される。その後ダイ
と基板とが、ピンパッケージにフリップされて、半田ボ
ールが、流れてピンパッケージ内のピン接続部とコンタ
クトするように加熱される。

【００５６】本発明を好適な実施形態に照らして述べて
きたが、当業者であれば、本発明の思想および範囲から
逸脱することなく改変がなされ得ることを認識する。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によると、効
率的な直接的「フリップチップ」を有し、ＴＡＢのフレ
キシビリティと正確さを備えた集積回路パッケージ、そ
の作製方法およびその製造システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】拡大された部２２を有するダイマトリクスを含
むウエハの斜視図である。

【図２】ピンパッケージ内にあるダイの斜視図である。

【図３】本発明による集積回路パッケージの一実施形態
の断面図である。

【図４】本発明による集積回路パッケージの第２の実施
形態の断面図である。

【図５】本発明による第２の実施形態のフレックステー
プの底面図である。

【図６】本発明によるパッケージング方法のフロー図で
ある。

【図７】本発明によるパッケージングシステムのブロッ
ク図である。

【符号の説明】

２０ ウエハ ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、５２、１０２ ダイ ２６ シリコン基板 ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ ボンドパッド ３２ パッケージ ５０、１００、２３４ 集積回路パッケージ ５４、１０６ ピンパッケージ ３４、５６、１１０ ピン ５８、１０８ ピン接続部 ６０ メタライゼーション層 ６２、１１４ 保護層 ６４、１１６ ダイパッド ６６ ポリアミドテープ ６８、１２２ 孔 ７０、１１２、１１８ トレース ７２、１２０ 導電性リング ７４ ビーム ７６ コンタクトバンプ ８０ ワイヤバンプ １０４ ポリアミド薄膜 １２４ 導電性バンプ １２６ 導電性パッド １２８ 半田ボール １３０ フィラー材料 １８２ フォトリソグラフィーユニット １９３ フォトレジストストリッパ １９４ ドリルプレス ２０８ ワイヤボンディングユニット ２２０ ピンパッケージユニット

フロントページの続き (72)発明者 クァイ ホン ロウ アメリカ合衆国 カリフォルニア 95014, クパーティノ， イースト エステイツ ドライブ 10225 (72)発明者 ラマスワミー ランガナサン アメリカ合衆国 カリフォルニア 95070, サラトガ， ビッカリー プレイス 14711

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的に導電性のトレースを有する基板
   であって、該電気的に導電性のトレースのうちの少なく
   とも１つが該基板内の少なくとも１つの孔と境界を接す
   る基板と、 該基板に近接し、該基板内の１つの該孔と整合する少な
   くとも１つのダイパッドを有するダイと、 該基板内の孔内の電気的に導電性であるプラグであっ
   て、該基板上の該電気的に導電性であるトレースのうち
   の少なくとも１つを該ダイパッドに電気的に接続し、該
   導電性トレースの少なくとも一部が該基板と該電気的に
   導電性であるプラグとの間に位置する、電気的に導電性
   であるプラグと、を含む集積回路パッケージ。
2. 【請求項２】 前記導電性トレースが、前記基板内の少
   なくとも１つの前記孔を取り囲む、請求項１に記載の集
   積回路パッケージ。
3. 【請求項３】 前記基板が、該基板内の少なくとも１つ
   の該孔と境界を接する前記電気的に導電性であるトレー
   スに接続された少なくとも１つの電気的に導電性である
   パッドを含む、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
4. 【請求項４】 前記電気的に導電性であるパッドが、前
   記基板の第１の側にあり、前記ダイが該基板の第２の側
   にあり、該第１の側と該第２の側とは互いに対向する、
   請求項３に記載の集積回路パッケージ。
5. 【請求項５】 前記電気的に導電性であるパッドが、ベ
   ースと該ベースから延びるピンとを有するピンパッケー
   ジにさらに接続されている、請求項４に記載の集積回路
   パッケージ。
6. 【請求項６】 前記基板と前記ダイとが、前記ピンパッ
   ケージの前記ベースにフリップされて、前記電気的に導
   電性であるパッドを該ピンパッケージに接続する、請求
   項５に記載の集積回路パッケージ。
7. 【請求項７】 前記電気的に導電性であるパッドが、該
   導電性パッドと前記ピンパッケージとに接着する導電性
   ボールを介して該ピンパッケージに接続されている、請
   求項６に記載の集積回路パッケージ。
8. 【請求項８】 前記電気的に導電性であるプラグが、前
   記基板内の前記孔に挿入される前に球形状である、請求
   項１に記載の集積回路パッケージ。
9. 【請求項９】 前記電気的に導電性であるプラグが、前
   記基板内の前記孔に挿入されて、前記ダイとコンタクト
   する、請求項８に記載の集積回路パッケージ。
10. 【請求項１０】 前記電気的に導電性であるプラグが、
    球根形状端部を形成するように加熱された導電性ワイヤ
    により形成されている、請求項９に記載の集積回路パッ
    ケージ。
11. 【請求項１１】 集積回路パッケージの作製方法であっ
    て、 基板上に導電性トレースを形成する工程と、 該基板を貫通する孔を形成する工程であって、該孔のう
    ちの少なくとも１つが該導電性トレースと部分的に境界
    を接するようにする工程と、 ダイパッドを有するダイ上に該基板を載置する工程であ
    って、該基板内の該孔のうちの少なくとも１つが該ダイ
    パッドと整合するように、該基板を該ダイ上に位置づけ
    る工程と、 該基板内の該孔に導電性片を挿入して、該ダイパッド
    と、該基板内の該孔と境界を接する該導電性トレースと
    の間に機械的接続および電気的接続を形成する工程と、
    を含む方法。
12. 【請求項１２】 前記導電性トレースが、前記基板内の
    前記孔全体を取り囲む、請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記導電性片が、球根形状端部を形成
    するように加熱されたワイヤにより形成される、請求項
    １１に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記ワイヤを前記球根形状端部におい
    て切断するワイヤボンディングマシンを、前記孔内に前
    記球根形状端部を載置した後に該孔に対して移動させる
    ことにより、前記導電性片が該孔に挿入される、請求項
    １３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記導電性トレースにより形成された
    前記導電性パッド上に導電性バンプを配置する工程と、 他の回路素子に接続するための導電性ピンを有するピン
    パッケージに該導電性バンプを接続する工程であって、
    該導電性ピンが電気的導電体を介して該導電性バンプに
    接続される工程と、をさらに含む、請求項１１に記載の
    方法。
16. 【請求項１６】 前記導電性バンプが、前記基板の第１
    の側に設けられ、前記ダイが、該基板の、前記第１の側
    に対向する第２の側に設けられる、請求項１５に記載の
    方法。
17. 【請求項１７】 集積回路パッケージの製造システムで
    あって、 基板上に導電性材料の薄膜を堆積する薄膜堆積手段と、 該導電性材料の該薄膜をパターニングして該導電性材料
    のトレースを形成するパターニング手段と、 該基板内に孔を形成する穿孔形成手段であって、該孔の
    うち少なくとも１つが該導電性材料の該トレースと部分
    的に境界を接するようにする、穿孔形成手段と、 ダイ上のダイパッドが該基板内の該孔のうち少なくとも
    １つと整合するように、該基板を該ダイに対して位置決
    めする位置決め手段と、 該基板内の該孔に導電性材料を挿入することにより、該
    基板を該ダイに結合する結合手段であって、該挿入され
    た導電性材料が該導電性材料の該トレースと該ダイパッ
    ドとの両方にコンタクトするようにする、結合手段と、
    を含むシステム。
18. 【請求項１８】 前記結合手段がワイヤボンダであり、
    前記導電性材料が該ワイヤボンダによってワイヤの端部
    に形成されるボールであり、該ボールが該ワイヤの該端
    部を加熱することにより形成される、請求項１７に記載
    のシステム。
19. 【請求項１９】 前記穿孔形成手段が、前記導電性材料
    の前記トレースにより取り囲まれた領域を穿孔する、請
    求項１７に記載のシステム。
20. 【請求項２０】 前記基板がフレックステープである、
    請求項１７に記載のシステム。