(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路パッケージシステム（５００）の製造システムであって、
それぞれが電気的な相互接続システム（１１６）を有する第１のパッケージ（４０２）および第２のパッケージ（４０４）の各々を形成する手段と、
前記第１のパッケージ（４０２）を、基板（４０６）の上面に装着する前に検査する手段と、
基板（４０６）の上面に、前記検査する手段による検査を受けた前記第１のパッケージ（４０２）を、接着剤（５０２）を介在させて装着する手段と、
第１の相互接続（５０４）によって前記第１のパッケージ（４０２）の前記電気的な相互接続システム（１１６）を前記基板（４０６）に電気的に接続する手段と、
前記第２のパッケージ（４０４）を、前記第１のパッケージ（４０２）の上に積み重ねる前に検査する手段と、
前記第１のパッケージ（４０２）の上に、パッケージ間構造（５０６）を介在させて、前記検査する手段による検査を受けた第２のパッケージ（４０４）を積み重ねる手段と、  第２の相互接続（５０８）によって前記第２のパッケージ（４０４）の前記電気的な相互接続システム（１１６）を前記基板（４０６）に電気的に接続する手段と、
積み重ねた前記第１のパッケージ（４０２）および前記第２のパッケージ（４０４）と、前記第１の相互接続（５０４）および前記第２の相互接続（５０８）とを、封止材料（５１０）によって覆う手段とを備え、
前記第１のパッケージ（４０２）および前記第２のパッケージ（４０４）の各々を形成する前記手段は、
第１のリードフィンガシステム（１１８）および第２のリードフィンガシステム（１２０）を含む前記電気的な相互接続システム（１１６）を与える手段と、
前記第１のリードフィンガシステム（１１８）に第１の装置（１０２）をワイヤボンディング（１２２）で接続する手段と、
前記第１の装置（１０２）の上に第２の装置（１０４）を積み重ねる手段と、
前記第２のリードフィンガシステム（１２０）に第２の装置（１０４）をバンプ接合（１２４）で接続する手段とを含み、
前記電気的な相互接続システム（１１６）を与える手段は、パッケージの積重ねのために前記第１のリードフィンガシステム（１１８）および第２のリードフィンガシステム（１２０）のそれぞれの外側端部に、前記第１のリードフィンガシステム（１１８）および第２のリードフィンガシステム（１２０）の上面よりも高くなるように設けられた、スタッキング支持部材（２０２）を与える手段をさらに含むとともに、前記第２の装置（１０４）と前記第２のリードフィンガシステム（１２０）とは、前記第１の装置と前記第２の装置との積重ね方向から見たときに、少なくとも一部が、互いに重なるように配置されてバンプ接合される、集積回路パッケージシステムの製造システム。
【請求項２】
前記第２の装置（１０４）を積み重ねる手段は、前記第１の装置の能動側（１０８）および前記第２の装置の能動側（１１０）の部分を露出するために前記第２の装置（１０４）をずらせる手段を含む、請求項１に記載の集積回路パッケージシステムの製造システム。
【請求項３】
第１の装置背面（１１２）および第２の装置背面（１１４）を外部環境に露出するよう集積回路パッケージシステム（１００または２００）を構成する手段をさらに含む、請求項１に記載の集積回路パッケージシステムの製造システム。
【請求項４】
前記第１の装置（１０２）と前記第２の装置（１０４）との間に装置間構造（１０６）を与える手段をさらに含む、請求項１に記載の集積回路パッケージシステムの製造システム。
【請求項５】
基板（４０６）と、
検査を受けた後に、前記基板（４０６）の上面に接着剤（５０２）を介在させて装着された、第１のパッケージ（４０２）と、
検査を受けた後に、前記第１のパッケージ（４０２）の上にパッケージ間構造（５０６）を介在させて積み重ねられた、第２のパッケージ（４０４）とを備え、
前記第１のパッケージ（４０２）および前記第２のパッケージ（４０４）の各々は、第１のリードフィンガシステム（１１８）および第２のリードフィンガシステム（１２０）を含む電気的な相互接続システム（１１６）を有し、
前記第１のパッケージ（４０２）の前記電気的な相互接続システム（１１６）は第１の相互接続（５０４）によって前記基板（４０６）に電気的に接続され、前記第２のパッケージ（４０４）の前記電気的な相互接続システム（１１６）は第２の相互接続（５０８）によって前記基板（４０６）に電気的に接続され、
前記第１のパッケージ（４０２）、前記第２のパッケージ（４０４）、前記第１の相互接続（５０４）、および前記第２の相互接続（５０８）は封止材料（５１０）で覆われており、
前記第１のパッケージ（４０２）および前記第２のパッケージ（４０４）の各々は、さらに
前記第１のリードフィンガシステム（１１８）および第１の装置（１０２）の間のワイヤボンディング（１２２）と、
前記第１の装置（１０２）の上の第２の装置（１０４）と、
前記第２の装置（１０４）および前記第２のリードフィンガシステム（１２０）の間のバンプ接合（１２４）とを含み、
前記電気的な相互接続システム（１１６）は、パッケージの積重ねのために前記第１のリードフィンガシステム（１１８）および前記第２のリードフィンガシステム（１２０）のそれぞれの外側端部に、前記第１のリードフィンガシステム（１１８）および第２のリードフィンガシステム（１２０）の上面よりも高くなるように設けられた、スタッキング支持部材（２０２）をさらに含むとともに、前記第２の装置（１０４）と前記第２のリードフィンガシステム（１２０）とは、前記第１の装置と前記第２の装置との積重ね方向から見たときに、少なくとも一部が、互いに重なるように配置されてバンプ接合されている、集積回路パッケージシステム。
【請求項６】
前記第２の装置（１０４）は、前記第１の装置の能動側（１０８）および前記第２の装置の能動側（１１０）の部分を露出するために前記第１の装置（１０２）からずらされる、請求項５に記載の集積回路パッケージシステム。
【請求項７】
外部環境に露出された第１の装置背面（１１２）および第２の装置背面（１１４）をさらに含む、請求項５に記載の集積回路パッケージシステム。
【請求項８】
前記第１の装置（１０２）および前記第２の装置（１０４）の間に装置間構造（１０６）をさらに含む、請求項５に記載の集積回路パッケージシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に集積回路に関し、より特定的にはバンプ技術を使用する集積回路パッケージシステムおよびその製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路は、今日の家電、たとえば携帯電話、ビデオカメラ、ポータブル音楽プレーヤー、コンピュータなどの多くに動力を供給するものである。ウェハを使用することは依然これらの集積回路を製作する最もコスト効率の良い方法である。しかし、これらの集積回路が今日の家電に組込まれ得るようになる前に、それらはウェハから分離され、最終集積回路パッケージに組立てられなければならない。
【０００３】
集積回路の製造プロセスの組み立ておよびパッケージング部分は、これらの分離された集積回路装置を取りあげ、リードフレーム上にそれらを置き、リードフレームのリードに集積回路のボンディングパッドをワイヤボンディングを介して相互接続する。次いでこの組合わせは、水分、温度、および機械的振動などのさまざまな状況から集積回路パッケージを保護するために、樹脂化合物によって通常封止される。
【０００４】
不運にも、かさばった構成および不十分な熱放散という不利益を受ける集積回路パッケージ設計が多い。たとえば、集積回路のボンディングパッドとリードフレームのリードとの間に形成されるワイヤボンディングの相互接続は最小間隔の要件を必要とし、それは集積回路パッケージの設置面積（footprint）を増す。さらに、熱減少が許容されない設計構成であるために、多くのパッケージが熱消散が不十分であるという不利益を受ける。家電がより小さくなる傾向が継続する中、集積回路パッケージ設計者は、エレクトロニクス業界のサイズ低減についての要求に対する解決策を求めなければならないだろう。より小さな電子装置というパッケージングの目的は、パッケージの熱消散特性を向上させつつパッケージの設置面積を減少させることによって達成されるだろう。
【０００５】
したがって、設置面積が減少し、熱消散特性が増強した集積回路パッケージシステムに対するニーズが未だ存在する。商業的競争圧力が絶えず上昇し、消費者の期待が高まり、また市場における意味のある製品差別化の機会が減少していることを考慮すると、これらの問題に対する答えを見つけることがますます重要となる。さらに、コスト削減、効率向上、そしてこのような競争圧力への対処の必要性が絶えず増大していることにより、これらの問題に答える重要な必要性にさらに高い緊急性が加わる。
【０００６】
これらの問題の解決法が長い間求められてきたが、先行の開発ではいかなる解決策も教示または提示されず、そのために当業者はこれらの問題の解決法を長い間得られなかった。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１のリードフィンガシステムおよび第２のリードフィンガシステムを含む電気的な相互接続システムを与える手段と、第１の装置を第１のリードフィンガシステムにワイヤボンディングで接続する手段と、第１の装置の上に第２の装置を積み重ねる手段と、第２の装置を第２のリードフィンガシステムにバンプ接合で接続する手段とを含む、集積回路パッケージシステムを与えることである。
【０００８】
本発明のある実施例は、上述の局面に加えて、またはその代わりに、他の局面を有する
。これらの局面は、添付の図面を参照して捉えると、以下の詳細な説明を読むことにより、当業者には明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の実施例は、当業者が本発明を行い、使用することを可能にするのに十分に詳細に記載される。本開示に基づいて他の実施例が明らかになること、および本発明の範囲から逸脱することなくプロセス上の、または機械的な変更が行なわれ得ることが理解される。
【００１０】
以下の記載では、本発明についての完全な理解を与えるために多数の具体的な詳細が与えられる。しかしながら本発明がこれらの具体的な詳細なしで実施され得ることが明らかである。本発明を不明瞭にしないようにするために、いくつかの周知の回路、システム構成およびプロセスステップは詳細に開示されない。
【００１１】
同様に、システムの実施例を示す図面は半図表的であり、縮尺どおりではなく、特に、いくつかの寸法は説明の明示のためであり、図面において誇張されて示される。さらに、例示、記載および理解が明らかかつ容易になるように複数の実施例がいくつかの機構を共通に有して開示され、説明される場合、互いに類似した機構は通常は類似した参照番号で記載される。
【００１２】
本願明細書に用いられる用語「水平の」は、その配向にかかわらず、集積回路パッケージシステムの従来の面または表面と平行な面として規定される。用語「垂直の」は、その規定された水平に直交する方向を指す。「上に」「上の」「下の」「底部」、「頂部」、「側」（「側壁」など）、「より高い」、「より低い」、「上部の」、「の上に」「の下に」などの用語は、水平面に対して規定される。本願明細書に用いられる用語「処理」は、説明される構造を形成する際に求められる、材料またはフォトレジストの堆積、材料またはフォトレジストのパターニング、露出、発生、エッチング、クリーニング、および／または除去を含む。
【００１３】
ここで図１を参照すると、本発明の実施例に従って、集積回路パッケージシステム１００の断面図が示される。集積回路パッケージシステム１００は、第１の装置１０２、第２の装置１０４、装置間構造１０６、第１の装置の能動側１０８、第２の装置の能動側１１０、第１の装置背面１１２、第２の装置背面１１４、電気的な相互接続システム１１６、第１のリードフィンガシステム１１８、第２のリードフィンガシステム１２０、ワイヤボンディング１２２、バンプ接合１２４、および封止材料１２６を含む。
【００１４】
例として、第１の装置１０２および第２の装置１０４は互いの上に積み重ねられ、必要に応じた多数の構成および配列において、能動構成要素、受動構成要素、積み重ねられた構成要素、メモリ構成要素などから選ばれた半導体チップおよび集積回路パッケージを含んでもよい。第１の装置１０２および第２の装置１０４は、さまざまな大きさ、寸法および電気接触技術を含む広範囲の半導体チップおよび集積回路パッケージ構成を包含し、使用されるチップまたはパッケージ構成の種類は、集積回路パッケージの設計仕様によってのみ限定されるべきであることが理解される。
【００１５】
特に、本発明は、第１の装置１０２および第２の装置１０４を、第１のリードフィンガシステム１１８および第２のリードフィンガシステム１２０を含み得る電気的な相互接続システム１１６に装着する前にその検査ができるようにし、したがって、製造プロセスにおいて確実に公知の良好なダイまたはパッケージが用いられるようにする。さらに、第１の装置１０２および第２の装置１０４を電気的な相互接続システム１１６に装着した後には、付加的なパッケージシステムに組み込まれる前にこれらのアセンブリも検査することができる。これにより、最終製品が確実に公知の良好なアセンブリを含むこととなり、そ
れによりパッケージングの製造歩留まりを向上させる。
【００１６】
第１の装置１０２および第２の装置１０４は装置間構造１０６によって隔てられ、またはより具体的には、第１の装置の能動側１０８および第２の装置の能動側１１０が装置間装置１０６によって隔てられる。装置間構造１０６は、熱伝導性能を備えた、または備えない接着剤、スペーサ、潜在的に破壊性のエネルギ場をブロックするための電磁障害シールドまたはその組合わせを含んでもよい。たとえば、装置間構造１０６が接着層である場合、接着層はフィルムまたは部分的に非固形の（たとえば液体またはゲル）接着材料を含んでもよく、それは第２の装置１０４の自己整合を可能にする。さらに、装置間構造１０６が接着層である場合、接着層はいかなる構成または形状に堆積することもでき、それにより第２の装置１０４の接着が容易になる。
【００１７】
本発明の別の顕著な局面は、その向上した熱消散能力にある。本発明は、第１の装置背面１１２および第２の装置背面１１４を外部環境に露出することによりこれを達成するが、どちらの背面も露出されることを必要としないことが理解される。この向上した熱消散能力は、第１の装置背面１１２および／または第２の装置背面１１４の上に熱伝導材料またはヒートシンクを形成することによりさらに増強することができる。特に、集積回路パッケージシステム１００が熱を消散する能力を向上させることによって、集積回路パッケージシステム１００の信頼性および有効寿命を向上させることができる。
【００１８】
電気的な相互接続システム１１６は、ボンディングワイヤを適合するよう設計され得る第１のリードフィンガシステム１１８と、バンプ接合技術を適合するよう設計され得る第２のリードフィンガシステム１２０とを含む。特に、電気的な相互接続システム１１６はパドルを含んでおらず、第１の装置背面１１２と実質的に同一平面上にある。パドルの必要をなくして電気的な相互接続システム１１６を第１の装置背面１１２と実質的に同一平面上に形成することによって、集積回路パッケージシステム１００の輪郭が大きく減じられる。
【００１９】
集積回路パッケージシステム１００の輪郭は、第１の装置１０２および第２の装置１０４に薄い装置および極薄の装置を使用することにより、さらに減じることができる。薄い装置および極薄の装置の使用によって、集積回路パッケージシステム１００は、約０．２０ｍｍ以下のパッケージ高さを達成し得る。固形物における熱伝導のフーリエの法則に注意すると、固形の物体の熱流束がその物体の厚さに反比例するので、この集積回路パッケージシステム１００の減じられた輪郭設計も、当然に熱消散を向上させる。
【００２０】
例として、電気的な相互接続システム１１６は、薄い金属板、プラスチックテープ上に伝導的にめっきされたパターン、または、第１の装置１０２および第２の装置１０４を外部の電気回路に電気的に相互接続するのに適したいかなる構造を含んでもよい。例として、電気的な相互接続システム１１６は、デュアルインラインリード、クワッドフラットパックリード、ガルウィングリード、ｊリード、薄型を維持するためにパッケージ端を包み込むリードレスリード、ダウンセットリード、ピンリード、および／またはボールリードを備えた構造を含み得る。しかしながら、本発明はこれらの例に限定されないことが理解される。本発明に従って、電気的な相互接続システム１１６は、プリント基板または集積回路パッケージシステム１００の支持に適した他の構造などの、集積回路パッケージシステム１００をより高いレベルのアセンブリに組込むことを容易にするすべての電気的な相互接続構造（すなわちリード）を含み得る。
【００２１】
本発明は、第１の装置１０２および第２の装置１０４を電気的な相互接続システム１１６に電気的に相互接続するために、ワイヤボンディングおよびバンプ接合技術の組合わせを組み込む。例示の目的のために、第１のリードフィンガシステム１１８はワイヤボンデ
ィング１２２によって第１の装置１０２に電気的に接続されて示され、第２のリードフィンガシステム１２０はバンプ接合１２４によって第２の装置１０４に電気的に接続されて示される。第１のリードフィンガシステム１１８および第２のリードフィンガシステム１２０は、ワイヤボンディング１２２およびバンプ接合１２４に導電性であって接合可能な表面を与える、任意の数の材料から作られ得る。たとえば、第１のリードフィンガシステム１１８および第２のリードフィンガシステム１２０は、銅合金またはニッケル／パラジウムの組合わせから作られてもよい。
【００２２】
本発明は、第１の装置の能動側１０８および第２の装置の能動側１１０のボンディングパッドが露出されたままになるように第２の装置１０４を第１の装置１０２からずらせることにより、ワイヤボンディングおよびバンプ接合技術の両方を用いることができる。第２の装置１０４を戦略的にずらせることによって、第２の装置の能動側１１０に配置されたボンディングパッドが第２のリードフィンガシステム１２０の上に位置合わせされることができ、バンプ接合技術が用いられて第２の装置１０４および第２のリードフィンガシステム１２０を電気的に相互接続することができる。
【００２３】
本発明のバンプ接合１２４は、第２の装置１０４の第２のリードフィンガシステム１２０への従来のワイヤボンディングに必要であったパッケージの反転およびテープ除去のステップをなくすことにより、製造プロセスを単純にする。さらに、本実施例は、バンプ接合技術を用いることによってワイヤボンディング技術の最小間隔の要件をなくし、それにより集積回路パッケージシステム１００の設置面積を減じる。集積回路パッケージの設置面積を減じるバンプ接合技術の概念は、図２にさらに極めて詳しく説明される。
【００２４】
ワイヤボンディング１２２およびバンプ接合１２４が当該技術で周知の材料および手法を用いて堆積することができ、ここに繰り返されないことが当業者に認識されるだろう。
【００２５】
プラスチック成形化合物などの封止材料１２６は、第１の装置背面１１２および第２の装置背面１１４を熱消散のために露出したままで、第１の装置１０２、第２の装置１０４、装置間構造１０６、電気的な相互接続システム１１６、ワイヤボンディング１２２およびバンプ接合１２４上に堆積される。封止材料１２６は、集積回路パッケージシステム１００を外部環境から保護するだけでなく、さらに支持と安定性とを与える。封止材料１２６およびそれを用いる成形技術は当該技術において周知であり、本願明細書では繰り返されない。
【００２６】
ここで図２を参照する。図２は、図１に示される構成と同様の構成を示し、したがって、冗長性を回避するためにこれらの図の相違のみを記載する。
【００２７】
図２は、本発明の別の実施例による集積回路パッケージシステム２００の断面図を示す。集積回路パッケージシステム２００は、第１の装置１０２、第２の装置１０４、装置間構造１０６、第１の装置の能動側１０８、第２の装置の能動側１１０、第１の装置背面１１２、第２の装置背面１１４、電気的な相互接続システム１１６、第１のリードフィンガシステム１１８、第２のリードフィンガシステム１２０、ワイヤボンディング１２２、バンプ接合１２４、および封止材料１２６を含む。例として、集積回路パッケージシステム２００は積み重ね可能な集積回路パッケージを含んでもよい。
【００２８】
集積回路パッケージシステム２００によって提供される付加的な多目的性（すなわち、積重ね能力）は、異なる構造設計の電気的な相互接続システム１１６によってもたらされる。電気的な相互接続システム１１６はなおも第１のリードフィンガシステム１１８および第２のリードフィンガシステム１２０を含むが、ここではスタッキング支持システム２０２をさらに含む。集積回路パッケージシステム２００の電気的な相互接続システム１１
６は、ディープエッチングによって形成することができる「Ｌ字型の」構成を有することで特徴付けられ得る。例として、ディープエッチングプロセスは電気的な相互接続システム１１６から材料を取り除き、それによって、第１のリードフィンガシステム１１８および第２のリードフィンガシステム１２０を形成する。
【００２９】
特に、本実施例は、第２のリードフィンガシステム１２０に第２の装置１０４を相互接続するバンプ接合技術を使用する。本実施例は、バンプ接合技術の使用によってワイヤボンディング技術の最小間隔の要件をなくす。ワイヤボンディング技術の最小間隔の要件は、ワイヤボンディングの形成を可能にするために許容可能な装置のボンディングパッドとリードのボンディングパッドとの間の距離を与える値である。たとえば、装置に実質的に同一平面上にある装置に隣接したワイヤボンディングリードは、装置の周囲に配置されるボンディングパッドとリードとの間のワイヤボンディング相互接続を可能にするための最小距離を必要とする。装置の周囲に配置されるボンディングパッドとリードとの間の例示的な最小間隔または最小距離の要件は、装置の１つの側当たり、約２００ミクロン（フィレットを備えたダイパドルを使用するとき）から約１００ミクロン（ダイパドルが使用されないとき）までの範囲であり得る。
【００３０】
対照的に、本発明は、ワイヤボンディング技術の最小間隔／距離の要件によっては限定されない。本発明のバンプ接合１２４により、第２のリードフィンガシステム１２０が、第２の装置に隣接して実質的に同一平面上にある代わりに、第２の装置１０４の真下に置かれることが可能である。第２の装置１０４の下の第２のリードフィンガシステム１２０の変位を可能にすることによってパッケージの幅が減じられ、パッケージの設置面積全体が同様に減じられる。この概念は、図３によってさらに極めて詳しく示される。
【００３１】
さらに、本発明は、相互接続密度をより大きくするために、単列、２列、および／または半分エッチングされたランド部またはリードを使用してもよい。さらに、集積回路パッケージシステム２００は、特に、薄い装置または極薄の装置によって、パッケージ高さが０．２０ｍｍの薄いパッケージ設計を含んでいてもよい。
【００３２】
ここで図３を参照して、本発明の実施例による、図２の破線の円３内の領域の拡大図が示される。集積回路パッケージシステム２００は、第１の装置１０２、第２の装置１０４、装置間構造１０６、第２のリードフィンガシステム１２０、バンプ接合１２４、封止材料１２６、スタッキング支持システム２０２、およびバンプ接合／リード距離「ｄ」を含む。
【００３３】
バンプ接合技術を用いることによって図１および図２の集積回路パッケージシステム１００および２００の設置面積が減じられ得ることが、本発明者らによって発見された。電気的な相互接続システム１１６またはスタッキング支持システム２０２と第２の装置１０４との間の距離が、ワイヤボンディング技術の最小間隔／距離の要件によってはもはや限定されないので、集積回路パッケージシステム１００および２００の設置面積を減じることができる。当業者がこの開示を読めば、バンプ接合／リード距離「ｄ」は潜在的な電磁障害および／または封止材料を充填する能力によってのみ限定され、ワイヤボンディング技術の最小間隔／距離の要件よりはるかに小さいことが認識される。例として、バンプ接合／リード距離「ｄ」は約１０ミクロンであり得る。
【００３４】
さらなる明確化の目的で、以下の例は例示する目的のみで与えられる。ワイヤボンディング／リード距離「Ｄ」をワイヤボンディングによる装置とリードとの距離と規定し、かつバンプ接合／リード距離「ｄ」をバンプ接合による第２の装置１０４と電気的な相互接続システム１１６との距離と規定すると、「Ｄ」は「ｄ」より大きい（Ｄ＞ｄ）。より具体的には、従来のワイヤボンディング／リード距離「Ｄ」が約２００ミクロンから約１０
０ミクロンであり、バンプ接合／リード距離「ｄ」が約１０ミクロンであるので、集積回路パッケージシステム１００および２００の幅は、装置の１つの側当たり約１９０ミクロン減じられて約９０にまで減らされることができる。したがって、本発明がバンプ接合／リード距離「ｄ」（すなわち、より小さなギャップ技術）を使用するので、本発明の設置面積は、ワイヤボンディング技術を使用するのみである従来のパッケージシステムの設置面積よりも小さくなる。
【００３５】
ここで図４を参照すると、本発明の別の実施例による、集積回路パッケージオンパッケージシステム４００の断面図が示される。集積回路パッケージオンパッケージシステム４００は、第２のパッケージ４０４の下に積み重ねられた第１のパッケージ４０２を含む。第１のパッケージ４０２および第２のパッケージ４０４は図２の集積回路パッケージシステム２００と類似し得、または実質的には同じである。
【００３６】
第１のパッケージ４０２は、はんだペーストなどの導電材料４０８を用いて、プリント基板などの基板４０６に取付けられる。より具体的には、導電材料４０８は電気的な相互接続システム１１６を通して基板４０６に第１のパッケージを相互接続する。第２のパッケージ４０４は第１のパッケージ４０２の上に積み重ねられ、第２のパッケージ４０４の電気的な相互接続システム１１６は導電材料４０８を介して第１のパッケージ４０２の電気的な相互接続システム１１６に接続される。
【００３７】
第１のパッケージ４０２および第２のパッケージ４０４は、パッケージオンパッケージ組み立てプロセスの前に公知の良好なダイ／パッケージの使用を確認するために個々に検査されてもよい。集積回路パッケージオンパッケージシステム４００は、組み立て中、およびその後に、さらなる検査を受けてもよい。
【００３８】
本実施例は、第１のパッケージ４０２とその上に積み重ねられた第２のパッケージ４０４とを示すのみであるが、集積回路パッケージオンパッケージシステム４００が互いの上に積み重ねられた任意の数のパッケージをも含むことが理解される。さらに、基板４０６は、集積回路パッケージオンパッケージシステム４００のためのシステムレベルのヒートシンクとしても役立ち得る。
【００３９】
ここで図５を参照すると、本発明の別の実施例による、集積回路パッケージインパッケージシステム５００の断面図が示される。集積回路パッケージインパッケージシステム５００は、第２のパッケージ４０４の下に積み重ねられた第１のパッケージ４０２を含む。第１のパッケージ４０２および第２のパッケージ４０４は図２の集積回路パッケージシステム２００と類似し得、または実質的に同じである。
【００４０】
第１のパッケージ４０２は、熱接着剤またはフィルム接着剤などの接着剤５０２を用いて、プリント基板などの基板４０６に取付けられる。第１のパッケージ４０２の電気的な相互接続システム１１６は接合ワイヤなどの第１の相互接続５０４で基板４０６に接続される。
【００４１】
第２のパッケージ４０４は、接着フィルム、スペーサ、または電磁障害シールドなどのパッケージ間構造５０６を間にして第１のパッケージ４０２の上に積み重なる。第２のパッケージ４０４の電気的な相互接続システム１１６は、接合ワイヤなどの第２の相互接続５０８で基板４０６に接続される。
【００４２】
封止材料５１０は、第１のパッケージ４０２および第２のパッケージ４０４、第１の相互接続５０４、パッケージ間構造５０６、および第２の相互接続５０８を覆う。封止材料５１０はエポキシ成型化合物などの任意の数の材料であってもよい。
【００４３】
第１のパッケージ４０２および第２のパッケージ４０４は、パッケージオンパッケージの組立プロセスの前に、公知の良好なダイ／パッケージの使用を確認するために個々に検査されてもよい。集積回路パッケージインパッケージシステム５００は、組み立て中に、およびその後に、さらなる検査を受けてもよい。
【００４４】
本実施例は第１のパッケージ４０２とその上に積み重ねられた第２のパッケージ４０４とのみを示すが、集積回路パッケージインパッケージシステム５００が互いの上に積み重ねられた任意の数のパッケージを含むことが理解される。さらに、基板４０６は、集積回路パッケージインパッケージシステム５００のためのシステムレベルのヒートシンクとしても役立ち得る。
【００４５】
図６から図９は、本発明の実施例による集積回路パッケージシステム２００の製造のための例示的なプロセスの流れを示す。図６から図９は、例示であって制限ではなく、集積回路パッケージシステム２００の形成のための例示的なプロセスの流れを示し、限定的に解釈してはならないことが理解される。
【００４６】
ここで図６を参照して、本発明の実施例による製造の初期段階における、図２の集積回路パッケージシステム２００の断面図が示される。この断面図は、第１の装置１０２の第１の装置背面１１２および電気的な相互接続システム１１６をカバーレイテープなどの支持媒体６００に取付けることを示す。電気的な相互接続システム１１６は、電気的な相互接続システム１１６の部分のディープエッチングなどのいくつかのプロセスによって形成されることができ、Ｌ字形構成を結果として生じる。支持媒体６００に取付けられた電気的な相互接続システム１１６の表面は、第１の装置背面１１２と実質的に同一平面上にある。第１の装置の能動側１０８はさらなる処理ステップのために露出されたままである。支持媒体６００は、処理中、集積回路パッケージシステム２００の構造的な一体性を維持することを助ける。この段階は一般に、第１のダイの取付けと呼ぶことができる。
【００４７】
ここで図７を参照して、ワイヤボンディング１２２の形成後の図６の構造が示される。ワイヤボンディング１２２は、第１の装置１０２の能動側１０８と電気的な相互接続システム１１６の第１のリードフィンガシステム１１８とを電気的に接続する。この段階は一般に第１のダイのワイヤボンディングと呼ぶことができる。
【００４８】
ここで図８を参照して、第１の装置１０２の上に第２の装置１０４を取付けた後の図７の構造が示される。本実施例は、第１の装置の能動側１０８および第２の装置の能動側１１０が装置間装置１０６によって隔てられ、ずらされた態様で第１の装置１０２の上に形成された第２の装置１０４を示す。第２の装置１０４および第１の装置１０２のずらされた構成は、第１の装置の能動側１０８および第２の装置の能動側１１０に配置されるボンディングパッドを露出する。
【００４９】
第２の装置１０４をずらせることによって、第２の装置の能動側１１０に配置されるボンディングパッドはここで第２のリードフィンガシステム１２０に突き出し、それにより第２の装置１０４がバンプ接合１２４によって第２のリードフィンガシステム１２０に電気的に接続されることを可能にする。バンプ接合１２４は、ワイヤボンディング相互接続ステップの最小距離の要件をなくすことにより、集積回路パッケージシステム２００の設置面積を減じる。
【００５０】
バンプ接合１２４が形成された後、第１の装置１０２、第２の装置１０４、装置間構造１０６、第１のリードフィンガシステム１１８、第２のリードフィンガシステム１２０、ワイヤボンディング１２２、およびバンプ接合１２４は、封止材料１２６によって覆われ
る。この成形プロセスは、封止材料１２６が第１の装置背面１１２および第２の装置背面１１４を覆わないように設計することができる。支持構造６００はこれらのプロセスステップ中に集積回路パッケージシステム２００を安定させる。一般に、この段階は第２のダイの取付けおよび成型の段階と呼ぶことができる。
【００５１】
ここで図９を参照して、図８の支持構造６００の除去後の図８の構造および成型後硬化が示される。集積回路パッケージシステム２００は第１の装置１０２、第２の装置１０４、装置間構造１０６、第１の装置の能動側１０８、第２の装置の能動側１１０、第１の装置背面１１２、第２の装置背面１１４、電気的な相互接続システム１１６、第１のリードフィンガシステム１１８、第２のリードフィンガシステム１２０、ワイヤボンディング１２２、バンプ接合１２４、および封止材料１２６を含む。製造シーケンスのこの部分中に、支持構造６００は集積回路パッケージシステム２００から取り除かれ、それによって、第１の装置背面１１２および電気的な相互接続システム１１６の底面を露出する。さらに、封止材料１２６を増強するために成型後硬化が実行される。所望であれば、図９の構造は、伝導率およびボンディングの向上のために、任意のめっきプロセスを受けてもよい。
【００５２】
次いで、図９の構造は、タイバー除去線（示されない）に沿った電気的な相互接続システム１１６から個片化される。個片化後、集積回路パッケージシステム２００は、その周辺端部に沿った個片化特性を示すかまたは保有するだろう。個片化特性はマイクロアブレーションなどの物理的な特徴を含み得、それはレーザ発光または機械的なダイシングプロセスを示す。
【００５３】
一般に、この段階はテープ除去および個片化と呼ぶことができる。
ここで図１０を参照すると、本発明の実施例による集積回路パッケージシステム１００および２００のための集積回路パッケージ製造システム１０００の流れ図が示される。集積回路パッケージ製造システム１０００は、ブロック１００２において、第１のリードフィンガシステムおよび第２のリードフィンガシステムを含む電気的な相互接続システムを与えることと、ブロック１００４において第１の装置をワイヤボンディングで第１のリードフィンガシステムに接続することと、ブロック１００６において第１の装置の上に第２の装置を積み重ねることと、ブロック１００８において、第２の装置をバンプ接合で第２のリードフィンガシステムに接続することとを含む。
【００５４】
便宜上の問題で、本発明の実施例の機器および方法の両方が用語「集積回路パッケージシステム」によって記載されたが、どのシステムを指すかはコンテキストによって容易に決定され得る。
【００５５】
本発明がこのように多数の面を有することが発見されている。原理的な局面は、本発明が設置面積の減じられた集積回路パッケージシステムを与えるということである。本発明は、ワイヤボンディングおよびバンプ接合技術の組合わせの使用によって、装置の設置面積を減じることができる。
【００５６】
本発明の別の局面は、増強された熱消散特性をパッケージ設計に与えることである。各装置背面を外部環境に露出することによって、集積回路パッケージシステムは、パッケージ内の装置によって生成されるいかなる熱もより容易に消散することができる。
【００５７】
本発明の別の局面は、高さの低いパッケージ設計を与えることである。ダイパドルの使用をなくすことによって、および、薄い装置および極薄の装置の使用によって、パッケージの高さを減じることができる。
【００５８】
本発明の別の局面は、能動側どうしをずらせて積み重ねる構成を与え、これが能動側の
回路を保護することである。
【００５９】
本発明のさらに別の局面は、パッケージオンパッケージやパッケージインパッケージ構成など、異なる構成に積み重ねる柔軟性を与えることである。
【００６０】
本発明のさらに別の重要な局面は、コストを減じ、システムを単純にし、性能を向上させるという歴史的な傾向を、価値ある態様でサポートし、役立つことである。
【００６１】
これらおよび本発明の他の価値のある局面は、したがって少なくとも技術状況を次のレベルに促進する。
【００６２】
このように、本発明の集積回路パッケージシステムは、重要かつ以前には未知であって利用不可能であった、熱的性能を増強するためかつパッケージの設置面積を減じるための、解決策、性能および機能的な局面を備えることがわかった。結果として生じるプロセスおよび構成は、明快でコスト効率が良く、複雑でなく、高度に用途が広くて有効であり、公知の技術の採用により実現することができ、したがって効率的かつ経済的に集積回路パッケージ装置を製造することに容易に適する。
【００６３】
本発明は具体的な最良の形態に関連して記載されているが、多くの代替例、修正および変更が前述の記載に照らして当業者には明らかになることが理解される。したがって、請求項の範囲内に含まれるそのようなすべての代替例、修正および変更を包含するように意図される。本願明細書に述べられ、添付の図面に示されるすべての事項は例示的であり限定的ではない意味に解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例による集積回路パッケージシステムの断面図である。
【図２】本発明の別の実施例による集積回路パッケージシステムの断面図である。
【図３】本発明の実施例による、図２の破線の円内の領域の拡大図である。
【図４】本発明の別の実施例による、集積回路パッケージオンパッケージシステムの断面図である。
【図５】本発明の別の実施例による、集積回路パッケージインパッケージシステムの断面図である。
【図６】本発明の実施例による、製造の初期段階における、図２の集積回路パッケージシステムの断面図である。
【図７】ワイヤボンディングの形成後の図６の構造の図である。
【図８】第１の装置の上に第２の装置を取付けた後の図７の構造の図である。
【図９】図８の支持構造の除去後の図８の構造、および成型後硬化の図である。
【図１０】本発明の実施例による集積回路パッケージシステムのための集積回路パッケージシステムの流れ図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  集積回路パッケージシステム、１０２  第１の装置、１０４  第２の装置、１１６  電気的な相互接続、１１８第１のリードフィンガシステム、１２０  第２のリードフィンガシステム、１２２  ワイヤボンディング、１２４  バンプ接合。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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