(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さを有し且つ頂面及び底面を有する金属リードフレームであり、
該金属リードフレームは、前記頂面から前記底面に延在する複数の端子を有し、前記複数の端子の各々が、前記頂面のボンディング領域と、前記底面のコンタクト領域と、前記ボンディング領域を前記コンタクト領域に結合する金属配線とを有し、
該金属リードフレームの前記頂面は、第１深さまでエッチングされて前記ボンディング領域と前記金属配線の上部とを画成する第１パターンの凹部を有し、
該金属リードフレームの前記底面は、第２深さまでエッチングされて前記コンタクト領域と前記金属配線の下部とを画成する第２パターンの凹部を有し、
前記第１深さと前記第２深さとの和は該金属リードフレームの前記厚さより大きい、
金属リードフレームと；
前記金属リードフレームの前記頂面にマウントされ、且つ複数のボンディングパッドを有する集積回路（ＩＣ）チップと；
複数のワイヤであり、各々が１つのボンディング領域と１つのボンディングパッドとに接合された複数のワイヤと；
前記ＩＣチップと、前記複数のワイヤと、前記複数の端子の各々の少なくとも一部とを覆い、前記凹部を前記第１深さまで充填する封止コンパウンドと；
第１ボンディング領域の実質的に真下に配置され且つ該第１ボンディング領域に電気的に結合された第１コンタクト領域であり、該第１ボンディング領域の幅が該第１コンタクト領域の幅より小さい、第１コンタクト領域と；
前記第１コンタクト領域に隣接し、第２ボンディング領域の実質的に真下に配置され、且つ該第２ボンディング領域に電気的に結合された第２コンタクト領域であり、該第２ボンディング領域の幅が該第２コンタクト領域の幅より小さい、第２コンタクト領域と；
前記第１ボンディング領域と前記第２ボンディング領域との間に介在し、第３ボンディング領域を該第３ボンディング領域から横方向に配置された第３コンタクト領域に電気的に結合する第１金属配線であり、該第１金属配線の幅が該第３コンタクト領域の幅より小さく、それにより、前記第１コンタクト領域と前記第２コンタクト領域とが、それらの間に前記第３コンタクト領域が介在しているとした場合に前記第１コンタクト領域及び前記第２コンタクト領域が電気的に分離されるのに必要な最小距離より小さい距離だけ離隔されている、第１金属配線と；
を有するリードレス集積回路（ＩＣ）パッケージ。
【請求項２】
前記金属配線と前記ＩＣチップとの間に介在する非導電性の接着皮膜、を更に有する請求項１に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項３】
前記第１パターンの凹部の前記第１の深さは、前記ＩＣチップの下での前記封止コンパウンドの流れを容易にして該凹部を完全に充填するのに必要な深さ以上である、請求項１に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項４】
前記金属リードフレームの前記頂面はダイ取付パッドを有し、前記ＩＣチップの第１部分は前記ダイ取付パッド上にマウントされ、前記ＩＣチップの第２部分は前記金属配線上にマウントされている、請求項１に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項５】
前記金属リードフレームの前記底面は、前記封止コンパウンド内の前記金属リードフレームの少なくとも一部が除去されるように、選択的にエッチバックされている、請求項１に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項６】
前記金属配線の底面が、前記封止コンパウンド内の前記金属配線の少なくとも一部が除去されるように、選択的にエッチバックされている、請求項１に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項７】
前記ボンディング領域のうちの少なくとも１つのボンディング領域の頂面に設けられた金属めっきを有し；且つ
前記金属めっきの下方の前記金属リードフレームの少なくとも一部がエッチングで除去されている；
請求項１に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項８】
前記金属めっきの下方の前記金属リードフレームの実質的に全てがエッチングで除去されている、請求項７に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項９】
前記複数のボンディング領域のうちの第１のボンディング領域の幅は０．１２７ｍｍより小さく、前記第１のボンディング領域のエッジと第２のボンディング領域のエッジとの間の距離は０．１２７ｍｍより小さい、請求項１に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項１０】
少なくとも１つの金属配線の底部ははんだマスク材料で被覆されている、請求項１に記載のリードレスＩＣパッケージ。
【請求項１１】
リードレス集積回路（ＩＣ）パッケージを製造する方法であって：
厚さを有する金属リードフレームを準備する工程；
複数の金属配線の上部を定める第１パターンの凹部を形成するように、前記金属リードフレームの頂面を第１深さまで部分的にエッチングしてパターニングする工程であり、前記複数の金属配線の各金属配線が、その頂面に配置されたボンディング領域を有する、工程；
ワイヤボンド可能な材料で、前記金属配線の頂面に前記ボンディング領域をめっきする工程；
前記金属リードフレームの前記頂面のダイ取付領域に非導電性の接着皮膜を設ける工程；
前記金属リードフレームの前記ダイ取付領域にＩＣチップをマウントする工程；
前記ＩＣチップを前記ボンディング領域にワイヤボンドを介して電気的に結合する工程；
前記ＩＣチップ、前記ワイヤボンド、及び前記複数の金属配線を覆い、且つ前記金属リードフレーム内の全ての前記凹部を前記第１深さまで充填するように、封止コンパウンドを塗布する工程；
前記金属リードフレームの底面を第２深さまで選択的にエッチングすることで、前記複数の金属配線の各々を分離する第２パターンの凹部を形成し、前記ボンディング領域のうちの１つ以上の下方に配置された前記金属リードフレームの少なくとも一部を除去し、且つ前記複数の金属配線の下面にコンタクト領域を画成する工程であり、
前記第２深さと前記第１深さとの和が前記金属リードフレームの前記厚さより大きくされ、
少なくとも１つの金属配線は、前記金属リードフレームに垂直な如何なる直線もコンタクト領域及びボンディング領域の双方に交差しないように該ボンディング領域から横方向に配置された該コンタクト領域を有し、
前記第２パターンの凹部は、第１の幅を有する少なくとも１つのコンタクト領域であって第２の幅を有するボンディング領域の真下に配置された少なくとも１つのコンタクト領域を画成し、前記第１の幅は前記第２の幅より大きい、
工程；
前記コンタクト領域に導電性の保護層を設け、且つ完成されたＩＣパッケージをマルチユニット用の前記金属リードフレームから個片化する工程；
を有する方法。
【請求項１２】
前記金属配線の前記下面の少なくとも一部に保護膜を設ける工程、を更に有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記保護膜は、はんだマスク材料である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ダイ取付領域の少なくとも一部は封止層の底面から第１の距離だけ突出され、前記コンタクト領域は前記封止層の前記底面から第２の距離だけ突出され；且つ
前記第１の距離は前記第２の距離より小さい；
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの金属配線の前記下面の少なくとも一部は、前記封止コンパウンド内でエッチバックされる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属リードフレームの頂面内にチャネルを部分的にエッチングする工程；及び
前記凹部の孤立部分及び到達し難い部分に前記封止コンパウンドを供給するように、前記チャネルを介して、前記金属リードフレームと前記ＩＣチップとの間に前記封止コンパウンドの一部を流し入れる工程；
を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
マルチユニットのリードフレームストリップから前記リードレスＩＣパッケージを個片化する工程
を有する請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、概して集積回路（ＩＣ）実装技術に関し、特に、限定するものではないが、高密度コンタクトを有するリードレスＩＣパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの実装は、ＩＣデバイスの製造に含まれる最終段階の１つである。ＩＣ実装において、１つ又は複数の半導体チップが、パッケージ基板にマウントされ、電気コンタクトに接続され、そして、例えばエポキシ又はシリコーン成形材料などの電気絶縁体を有する封止材料で覆われる。その後、結果として得られる、一般に“ＩＣパッケージ”として知られる構造が、印刷回路基板（ＰＣＢ）上にマウントされ、且つ／或いはその他の電気部品に接続される。
【０００３】
大抵のＩＣパッケージにおいて、ＩＣチップは封止材料によって完全に覆われ、電気コンタクトが、その他の電気部品に接続され得るように少なくとも部分的に露出される。言い換えると、電気コンタクトは、パッケージ内のＩＣチップとＩＣパッケージ外の電気部品との間の電気接続を形成するように設計される。しばしば、ＩＣパッケージの一部を形成するために金属リードフレーム（ＬＦ）を用いることが、ラミネート基板又はテープを用いることよりコスト効率に優れることがあり得る。何故なら、例えば、銅、ニッケル若しくはその他の金属、又は金属合金等の、よりコスト効率に優れた材料を用いることができ、そのような材料の使用は、多段階ラミネートプロセスではなく、例えばスタンピング又はエッチング等の、よりコスト効率に優れた製造プロセスを用いることを可能にし得るからである。これらの電気コンタクトに関する最も一般的な設計の１つは、封止材料の側面から外側に延在する“リード”を電気コンタクトが形成するものである。リードは典型的に、ＰＣＢ上の電気部品との接続を形成するために下方に屈曲される。
【０００４】
しばしば、外部リードの存在はＩＣパッケージの寸法を有意に増大させる傾向にある。例えば、リードの水平方向の延在によって、ＩＣパッケージを横切る長さ及び幅が増大され得る。この増大された寸法は、ＰＣＢの余地が限られるシステムにおいて不利になり得る。また、外部リードは典型的にＩＣパッケージの側面に沿って配置されるため、ＩＣパッケージのピン数は、ＩＣパッケージの周りの直線的な距離によって制限される。別の１つの欠点は、これらのリードは、直線性、共平面性、及びその他の要求される機械的寸法に関する追加の検査工程（及び、検査に不合格の場合の作り直し又は廃棄）を必要とする。最終的に、リード（ボンディングフィンガーから始まって、外側部分の先端まで）は、全体の電気信号長（ボンディングワイヤ＋リード）を増大させ、ＩＣパッケージの電気性能に影響を及ぼし得る。
【０００５】
従来のＩＣパッケージのこれら及びその他の問題に鑑み、研究者は、頂部では封止材料で覆われ、ＩＣパッケージの底部ではＩＣパッケージの真下に位置する電気要素に接続され得るように露出された電気コンタクトで、外部リードを置き換えたＩＣパッケージを開発してきた。これらのＩＣパッケージは、“リードレス”ＩＣパッケージと呼ばれ、外部リードが存在しないため、従来のＩＣパッケージと比較して小さい空間を占有する傾向にある。また、これらのＩＣパッケージは、接続を形成するためにリードを屈曲させることを不要にする。従来のリードレスＩＣパッケージの幾つかの例が特許文献１及び２にて開示されている。なお、これらの文献の開示をここに援用する。とりわけ、これらの特許文献には、リードレスＩＣパッケージの設計バリエーション、及びリードレスＩＣパッケージの様々な製造・使用技術が記載されている。
【０００６】
リードレスＩＣパッケージの一例を図１Ａ及び１Ｂに示す。図１Ａは、頂部にＩＣチップ１０４（図１Ａにおいては破線で示す）がマウントされたダイ取付パッド（die  attach  pad；ＤＡＰ）１０２を有するＩＣパッケージ１００の底面図である。ＤＡＰ１０２の外縁の周囲に複数の接点１０６が配置されている。接点１０６は、ＩＣパッケージ１００がＰＣＢ上にマウントされるときに、ＩＣチップとＰＣＢとを電気的に接続するための接点を提供するように利用され得る。ＤＡＰ１０２と複数の接点１０６との間に封止コンパウンド１０８が介在しており、例えば、接点１０６をＤＡＰ１０２から絶縁する。図１Ｂは、図１Ａの直線Ａ−Ａに沿ったＩＣパッケージ１００の側断面図である。ＩＣチップ１０４は、導電性エポキシ１１０を用いてＤＡＰ１０２に取り付けられ得る。ワイヤボンド１１２は、ＩＣチップ１０４から、ＤＡＰ１０２から電気的に分離された端子上の複数の接点１１６までの電気接続を形成するために用いられ得る。ワイヤボンド１１４は、ＩＣチップ１０４から、ＤＡＰ１０２から電気的に分離されていないとし得る複数のボンディング点１１８までの電気接続を形成するために用いられ得る。接点１０６はＤＡＰ１０２から絶縁されているので、接点１０６は、ＰＣＢ（図示せず）及びＩＣチップ１０４上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートへ、及びそれらから、信号を送るために用いられ得る。ＤＡＰボンディング点１１８はＤＡＰ１０２又はその他のＤＡＰボンディング点１１８から電気的に分離されていないので、これらの電気接続はＩＣチップ１０４を接地するためにのみ使用され得る。
【０００７】
この種のリードレスＩＣパッケージの１つの制約は、ＩＣチップのＩ／Ｏポートへ、及びそれらから、電気信号を送るために使用することが可能な端子の最大数が、ＤＡＰの周囲に配置することが可能な端子の数に制限されることである。図２に示すように、より多くの端子をＤＡＰの周囲に配置するために端子間距離を短縮すること、及びＤＡＰの周囲に配置する端子の行数を増加させることを含め、ＩＣチップのＩ／Ｏポートとの電気接続に利用可能な端子の数を増加させるための試みが為されてきた。しかしながら、端子の行数を増加させることは、ＩＣチップの寸法を小さくすること、又はＩＣパッケージの寸法を大きくすることの何れかを必要とする。加えて、端子間距離を短縮し得る量は、比較的大きいものであるＰＣＢ上の最小の接続点間距離に制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６４９８０９９号明細書
【特許文献２】米国特許第７０４９１７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本出願にて開示される様々な実施形態は、高密度コンタクトを有するリードレス集積回路（ＩＣ）パッケージ、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態において、頂面及び底面を有する金属リードフレームを含むリードレス集積回路（ＩＣ）パッケージが示される。金属リードフレームは、頂面から底面に延在する複数の端子を有し、複数の端子の各々が、頂面のボンディング領域と、底面のコンタクト領域と、ボンディング領域をコンタクト領域に結合する金属配線とを有する。ＩＣパッケージはまた、金属リードフレームの頂面にマウントされ且つ複数のボンディングパッドを有するＩＣチップと、複数のワイヤであり、各々が１つのボンディング領域と１つのボンディングパッドとに接合された複数のワイヤと、ＩＣチップと、複数のワイヤと、複数の端子の各々の少なくとも一部とを覆う封止コンパウンドとを含んでいてもよく、前記複数の端子のコンタクト領域は封止コンパウンドによって完全には封止されておらず、前記複数の端子の少なくとも１つは、金属配線であり、コンタクト領域から横方向に配置されたボンディング領域を、金属リードフレームに垂直な如何なる直線も、該ボンディング領域と、該ボンディング領域に当該金属配線を介して電気的に結合される該コンタクト領域との双方に交差しないように、電気的に結合する金属配線、を有する。
【００１１】
一部の実施形態において、リードレスＩＣパッケージは、ＩＣチップの外縁の周りに配置されたボンディング領域に結合された、ＩＣチップの下に配置されたコンタクト領域と、金属配線とＩＣチップとの間に介在する接着皮膜とを含んでいてもよい。一部の実施形態において、ボンディング領域は：コンタクト領域からＩＣチップに対して外側方向に配置される；コンタクト領域からＩＣチップに対して内側方向に配置される；及びＩＣチップの外縁に平行に配置される；のうちの１つ以上によって、コンタクト領域から横方向に配置され得る。一部の実施形態において、端子のうちの少なくとも１つのボンディング領域の表面積は、該ボンディング領域に結合されたコンタクト領域の表面積より小さくされてもよい。
【００１２】
一部の実施形態において、複数の端子のうちの第１の端子のボンディング領域の中心と複数の端子のうちの第２の端子のボンディング領域の中心との間の距離は、第１の端子のコンタクト領域の中心と第２の端子のコンタクト領域の中心との間の距離より小さくされてもよい。一部の実施形態において、ＩＣパッケージは、第１のボンディング領域であり、実質的にその真下に配置された第１のコンタクト領域に結合された第１のボンディング領域、を有する複数の端子のうちの第１の端子と、第２のボンディング領域であり、実質的にその真下に配置された第２のコンタクト領域に結合された第２のボンディング領域、を有する複数の端子のうちの第２の端子と、第３のコンタクト領域に結合された第３のボンディング領域、を有する複数の端子のうちの第３の端子とを含んでいてもよく、第３のボンディング領域は第１のボンディング領域と第２のボンディング領域との間に介在し、且つ第３のコンタクト領域は第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間の領域から横方向に配置される。他の一実施形態は、第４のコンタクト領域に結合された第４のボンディング領域、を有する複数の端子のうちの第４の端子を含んでいてもよく、第４のボンディング領域は第１のボンディング領域と第２のボンディング領域との間に介在し、且つ第４のコンタクト領域は第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間の領域から横方向に配置される。
【００１３】
一部の実施形態において、リードレスＩＣパッケージは、第１のコンタクト領域を有する複数の端子のうちの第１の端子と、第１のコンタクト領域に隣接する第２のコンタクト領域を有する複数の端子のうちの第２の端子と、第１のコンタクト領域と第２のコンタクト領域との間に経路付けられた金属配線を有する複数の端子のうちの第３の端子とを含んでいてもよい。一部の実施形態は、金属リードフレームの底面が封止コンパウンドの底面に対して実質的に平坦になるように選択的にエッチバックされた金属リードフレームの底面を含んでいてもよく、且つ／或いは、金属リードフレームの底面は、金属配線の底面の少なくとも一部が封止コンパウンドの底面に対して実質的に平坦になるように選択的にエッチバックされてもよい。一部の実施形態においては、金属リードフレームの底面は、封止コンパウンド内の前記金属リードフレームの少なくとも一部が除去されるように選択的にエッチバックされてもよく、且つ／或いは、金属配線の底面は、封止コンパウンド内の金属配線の少なくとも一部が除去されるように選択的にエッチバックされてもよい。
【００１４】
一部の実施形態において、ＩＣパッケージは、ボンディング領域のうちの少なくとも１つのボンディング領域の頂面に設けられた金属めっきを含んでいてもよく、金属めっきの下方の金属リードフレームの少なくとも一部がエッチングで除去されてもよい。一部の実施形態においては、金属めっきの下方の金属リードフレームの実質的に全てがエッチングで除去される。一部の実施形態において、複数のボンディング領域のうちの第１のボンディング領域の幅は５ミル（０．１２７ｍｍ）より小さく、第１のボンディング領域のエッジと第２のボンディング領域のエッジとの間の距離は５ミルより小さく、且つ／或いは、少なくとも１つの金属配線の底部は保護材料で被覆され、保護材料は、エポキシ、酸化物、及びはんだマスク（ソルダーレジスト）から成る群から選択され得る。
【００１５】
一部の実施形態において、ＩＣパッケージは、コンタクト領域の底面に形成された、はんだ付け可能な保護層を含んでいてもよく、はんだ付け可能な保護層は：ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）及び金（Ａｕ）の積層めっき；ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）の積層めっき；ニッケル（Ｎｉ）及び銀（Ａｇ）の積層めっき；銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、又は、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のめっき；電解又は無電解錫（Ｓｎ）；錫鉛（Ｓｎ／Ｐｂ）はんだ又は錫合金はんだの皮膜；錫鉛（Ｓｎ／Ｐｂ）はんだ又は錫合金はんだのはんだボール；及び有機系はんだ濡れ性維持剤（ＯＳＰ；プリフラックス）で被膜されたベアカッパー（Ｃｕ）から成る群から選択される。一部の実施形態において、金属リードフレームの頂面はダイ取付パッドを有し、且つＩＣチップの少なくとも一部はダイ取付パッド上にマウントされる。一部の実施形態において、１つ以上のＩＣチップが前記ＩＣチップにマウントされ、金属リードフレームに電気的に結合される。
【００１６】
一部の実施形態において、リードレス集積回路（ＩＣ）パッケージを製造する方法が示される。当該方法は、先ず、金属リードフレームの頂面を、複数の金属配線の上部を画成する凹部を形成するように部分的にエッチングする工程であり、複数の金属配線の各金属配線が、その頂面に配置されたボンディング領域を有する、部分的にエッチングする工程と、金属リードフレームにＩＣチップをマウントする工程と、ＩＣチップをボンディング領域にワイヤボンドを介して電気的に結合する工程と、ＩＣチップ、ワイヤボンド、及び複数の金属配線を覆い且つ金属リードフレーム内の凹部を充填するように封止コンパウンドを塗布する工程と、複数の金属配線の各々を分離するように金属リードフレームの底面を選択的にエッチングする工程であり、複数の金属配線の各々が、その下面に配置され且つ封止コンパウンドによって完全には覆われてないコンタクト領域を有する、選択的にエッチングする工程とによるものであり、少なくとも１つの金属配線は、ボンディング領域から横方向に配置されたコンタクト領域であり、金属リードフレームに垂直な如何なる直線も該コンタクト領域と該ボンディング領域との双方に交差しないように配置されたコンタクト領域を有する。
【００１７】
一部の実施形態において、当該方法は、金属配線の下面の少なくとも一部が、封止層の底面と実質的に同一平面になるようにエッチバックされることを含んでもよい。一部の実施形態は、金属配線の下面の少なくとも一部に保護膜を設ける工程を含んでもよい。一部の実施形態は、保護膜が、抵抗性酸化物皮膜、エポキシ皮膜、及び保護用インクのうちの１つ以上を有することを含んでもよい。
【００１８】
一部の実施形態において、当該方法は、金属リードフレームの底面の一部が、封止層の底面と実質的に同一平面になるようにエッチバックされることを含んでもよい。一部の実施形態において、ＩＣチップは金属リードフレームのダイ取付領域にマウントされてもよく、ダイ取付領域は封止層の底面から第１の距離だけ突出し、コンタクト領域は封止層の底面から第２の距離だけ突出し、且つ第１の距離は第２の距離より小さくされてもよい。
【００１９】
一部の実施形態において、少なくとも１つの金属配線の下面の少なくとも一部は封止コンパウンド内でエッチバックされてもよい。一部の実施形態において、当該方法は、金属リードフレームの頂面内にチャネルを部分的にエッチングする工程と、凹部の孤立部分及び到達し難い部分に封止コンパウンドを供給するように、チャネルを介して、金属リードフレームとＩＣチップとの間に封止コンパウンドの一部を流し入れる工程とを含んでもよい。一部の実施形態において、当該方法は、マルチユニットのリードフレームストリップからリードレスＩＣパッケージを個片化する工程を含んでもよい。
【００２０】
ここに記載した発明の概要は、本発明の各実施形態又は全ての態様を表そうとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
以下の図を含む添付図面と関連付けて以下の詳細な説明を参照することによって、本発明の様々な実施形態のより完全な理解が得られる。
【図１Ａ】クワッド・フラット・ノーリード（ＱＦＮ）型リードレスＩＣパッケージの一形態を示す図である。
【図１Ｂ】クワッド・フラット・ノーリード（ＱＦＮ）型リードレスＩＣパッケージの一形態を示す図である。
【図２】ターミナル・リードレス・アレイ（ＴＬＡ）型ＩＣパッケージの一形態を示す図である。
【図３Ａ】パッケージサイズに対して大きいＩＣチップを有するリードレスＩＣパッケージの一実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】パッケージサイズに対して大きいＩＣチップを有するリードレスＩＣパッケージの一実施形態を示す図である。
【図４】頂面に複数の金属配線が形成された金属リードフレームの一実施形態を示す図である。
【図５Ａ】製造プロセスの様々な段階のうちの１つにおける、リードレスＩＣパッケージの一実施形態の態様を示す図である。
【図５Ｂ】製造プロセスの様々な段階のうちの１つにおける、リードレスＩＣパッケージの一実施形態の態様を示す図である。
【図５Ｃ】製造プロセスの様々な段階のうちの１つにおける、リードレスＩＣパッケージの一実施形態の態様を示す図である。
【図５Ｄ】製造プロセスの様々な段階のうちの１つにおける、リードレスＩＣパッケージの一実施形態の態様を示す図である。
【図５Ｅ】製造プロセスの様々な段階のうちの１つにおける、リードレスＩＣパッケージの一実施形態の態様を示す図である。
【図６Ａ】２行のボンディング領域及び複数行のコンタクト領域を有するリードレスＩＣパッケージの一実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】２行のボンディング領域及び複数行のコンタクト領域を有するリードレスＩＣパッケージの一実施形態を示す図である。
【図６Ｃ】２行のボンディング領域及び複数行のコンタクト領域を有するリードレスＩＣパッケージの一実施形態を示す図である。
【図７Ａ】ダイ取付パッドを有するリードレスＩＣパッケージの一実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】ダイ取付パッドを有するリードレスＩＣパッケージの他の一実施形態を示す図である。
【図７Ｃ】図７ＢのリードレスＩＣパッケージの様々な態様を作り出すための製造プロセスの様々な段階のうちの１つを示す図である。
【図７Ｄ】図７ＢのリードレスＩＣパッケージの様々な態様を作り出すための製造プロセスの様々な段階のうちの１つを示す図である。
【図７Ｅ】図７ＢのリードレスＩＣパッケージの様々な態様を作り出すための製造プロセスの様々な段階のうちの１つを示す図である。
【図７Ｆ】図７ＢのリードレスＩＣパッケージの様々な態様を作り出すための製造プロセスの様々な段階のうちの１つを示す図である。
【図７Ｇ】図７ＢのリードレスＩＣパッケージの様々な態様を作り出すための製造プロセスの様々な段階のうちの１つを示す図である。
【図７Ｈ】図７ＢのリードレスＩＣパッケージの様々な態様を作り出すための製造プロセスの様々な段階のうちの１つを示す図である。
【図８Ａ】リードレスＩＣパッケージの一実施形態を示す図である。
【図８Ｂ】リードレスＩＣパッケージの他の一実施形態を示す図である。
【図８Ｃ】リードレスＩＣパッケージの他の一実施形態を示す図である。
【図８Ｄ】リードレスＩＣパッケージの他の一実施形態を示す図である。
【図９Ａ】フリップチップ及びワイヤボンド構成の２つのＩＣチップを有するリードレスＩＣパッケージの典型的な一実施形態を示す図である。
【図９Ｂ】フリップチップ及びワイヤボンド構成の２つのＩＣチップを有するリードレスＩＣパッケージの典型的な一実施形態を示す図である。
【図９Ｃ】フリップチップ及びワイヤボンド構成の２つのＩＣチップを有するリードレスＩＣパッケージの典型的な一実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】内部に空洞を有するリードレスＩＣパッケージの典型的な一実施形態を示す図である。
【図１０Ｂ】内部に空洞を有するリードレスＩＣパッケージの典型的な一実施形態を示す図である。
【図１１Ａ】リードレスＩＣパッケージのリードフレームの典型的な一実施形態を示す図である。
【図１１Ｂ】リードレスＩＣパッケージのリードフレームの典型的な一実施形態を示す図である。
【図１２Ａ】様々なＩＣパッケージ構成の実施形態の各々についてＩ／Ｏ接続の数を示す表である。
【図１２Ｂ】様々なＩＣパッケージ構成の実施形態を示す図である。
【図１２Ｃ】様々なＩＣパッケージ構成の実施形態を示す図である。
【図１２Ｄ】様々なＩＣパッケージ構成の実施形態を示す図である。
【図１２Ｅ】様々なＩＣパッケージ構成の実施形態を示す図である。
【図１２Ｆ】様々なＩＣパッケージ構成の実施形態を示す図である。
【図１２Ｇ】様々なＩＣパッケージ構成の実施形態を示す図である。
【図１２Ｈ】様々なＩＣパッケージ構成の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照して、本発明の様々な実施形態をより十分に説明する。しかしながら、本発明は数多くの異なる形態で具現化され得るものであり、ここで説明する実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が詳細で完全なものとなり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために提供されるものである。
【００２３】
図３Ａ−３Ｂを参照するに、一実施形態に係るリードレスＩＣパッケージ３００の２つの図が示されている。図３Ａは封止前のＩＣパッケージ３００の上面図であり、図３Ｂは図３Ａの直線Ａ−Ａに沿ったＩＣパッケージ３００の側断面図である。図３Ｂに示す実施形態において、ＩＣパッケージ３００は、ＩＣパッケージ３００の中央部に配置され、封止コンパウンド３０８により覆われ、且つ複数の端子を介して例えばＰＣＢ等の外部デバイス（図示せず）に電気的に結合されるように適応されたＩＣチップ３０４を含んでいる。各端子は、ボンディング領域３１８、コンタクト領域３０６、及びボンディング領域３１８をコンタクト領域３０６に結合する金属配線３２２を有する。図示した実施形態においては、ＩＣチップ３０４をボンディング領域３１８に接続するために、ワイヤボンド３１４を用いて電気接続が形成されている。ＩＣパッケージ３００はまた、ボンディング領域３１８からコンタクト領域３０６への電気接続を経路付ける複数の金属配線３２２を含んでいる。斯くして、任意の２つのボンディング領域３１８間の距離を、対応するコンタクト領域３０６同士の間の距離を短縮する必要なく短縮することが可能である。例えば、図３Ａにおいて、ボンディング領域３１８Ａ及び３１８Ｂそれぞれの中心線間の距離を０．２ｍｍ程度としながら、対応するコンタクト領域３０６Ａ及び３０６Ｂそれぞれの中心線間の距離を０．５ｍｍ程度とし得る。様々な実施形態において、ＩＣチップの寸法を縮小することなく、ボンディング領域の数を増加させ得る。
【００２４】
図４を参照するに、頂面に複数の金属配線４２２が形成された金属リードフレーム（ＬＦ）４２４が示されている。一部の実施形態において、ＬＦ４２４は実質的に平坦な金属シートとし得る。ＬＦ４２４の頂面に所定のパターンで凹部（リセス）４２６がエッチングされ、その結果、（細部Ａに示すように）凹部４２６間の金属ＬＦ４２４の残存部が金属配線４２２となる。図４において、金属配線４２２はＬＦ４２４の陰影部として示されており、凹部４２６はＬＦ４２４の陰影のない部分として示されている。或る特定のパターンを有する一実施形態を示したが、如何なる数のパターンが金属ＬＦ４２４にエッチングされてもよい。ＩＣチップへのワイヤボンディングのためのボンディング領域４１８は、リードフレーム４２４の外縁付近の金属配線４２２部分を含み得る。より詳細に後述するように、ＩＣチップをＰＣＢ上の対応する接点に電気的に結合するためのコンタクト領域４０６は、金属配線４２２の、ボンディング領域４１８とは反対側の端部に配置され得る。図４においては、全てのコンタクト領域４０６（正方形として図示）がボンディング領域４１８に対して内側に配置されている。しかしながら、様々な実施形態において、コンタクト領域４０６の一部は、ボンディング領域４１８の直下に配置されてもよいし、ＬＦ４２４の外縁に向かってボンディング領域４１８より外側に配置されてもよい。
【００２５】
一般に、ＩＣチップがＬＦ上にマウントされるとき、ＩＣチップの下のＬＦ部分はダイ取付領域（ＤＡ領域）と呼ばれる。ＬＦの頂面部分が選択的にエッチング除去された後、ＬＦ内に凹部が形成され、それにより、凹部に対して隆起した表面を有する金属配線が画成される。ＤＡ領域に延在する凹部を有するＬＦ上にＩＣチップがマウントされるとき、ＩＣチップはそれら凹部によって画成された金属配線によって支持され、ＩＣチップと凹部との間に空隙が存在することになる。ＩＣチップを金属配線に固定するため、ＩＣチップの底面に接着皮膜が塗布されてもよい。一部の実施形態において、接着皮膜はＩＣチップの底面を金属配線から電気的に分離するように非導電性接着皮膜とし得る。ＩＣチップが金属配線に固定された後、例えばモールディング、ディスペンシング、吹き付け、又はその他の封止技術によって、ＩＣチップ及び金属配線を覆い、且つＤＡ領域に配置された凹部とＩＣチップとの間の空隙を充填することを含めてＬＦ内の凹部を充填するように、例えばエポキシ、シリコーン、又はその他の封止材料を用いて、封止コンパウンドが塗布される。
【００２６】
次に、図５Ａ−５Ｄを参照するに、ＩＣパッケージの一実施形態の、製造プロセスの様々な段階における態様が示されている。図５Ａにおいて、このプロセスは金属ＬＦ５２４から始まる。図５Ｂにおいて、ＬＦ５２４の頂面を部分的にエッチングし、金属配線５２２を画成する凹部５２６を作り出すことによって、金属配線５２２を形成する。また、金属配線５２２の頂面の一部にボンディング領域５２８を付加する。ボンディング領域５２８は、例えば銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）若しくはその他の接合可能材料等のめっき金属又は被覆（クラッド）金属など、接合可能材料を金属配線５２２に設けることによって形成し得る。図５Ｃにおいて、例えばエポキシ等の接着材料５１０を用いて、ＩＣチップ５０４をＬＦ５２４に固定する。一部の実施形態において、接着材料５１０は、ＩＣチップ５０４がＬＦ５２４のＤＡ領域にマウントされる前に、ＩＣチップ５０４の底面全体に塗布され得る。一部の実施形態において、接着材料５１０は、ＩＣチップ５０４の底面の一部のみに塗布されてもよいし、ＬＦ５２４に塗布されてもよい。ＩＣチップをＬＦ５２４にマウントした後、ＩＣチップを、ＤＡ領域の外側に配置されたボンディング領域５２８に電気的に結合し得る。図示した実施形態においては、この電気的な結合を提供するためにワイヤボンド５１４を用いている。
【００２７】
続いて図５Ｄを参照するに、ＩＣチップ５０４及びワイヤボンド５１４を封止するために、封止コンパウンド５０８（陰影領域として図示）を塗布する。加えて、封止コンパウンド５０８は、ＤＡ領域内に位置する凹部５２６を含め、凹部５２６を充填する。
【００２８】
続いて図５Ｅを参照するに、ＬＦ５２４の底面をエッチバックする。様々な実施形態において、この底面のエッチバックは、ＬＦの頂面に形成された凹部に対応するＬＦ５２４部分をエッチングし、それにより、それら領域で封止コンパウンド５０８の底面を露出させるようにＬＦを完全にエッチングし尽くすことを含み得る。様々な実施形態において、このエッチバックは、金属配線の一部をエッチングすることを含んでもよい。一部の実施形態において、金属配線５２２の一部は、例えば金属めっき５２８等のはんだ付け可能な材料５２８で被覆されてもよい。一部の実施形態において、金属配線５２２の底面の一部は、封止層５０８の底面と実質的に平坦になるようにエッチバックされてもよい。一部の実施形態において、金属配線５２２の底面の一部に保護膜５２９が付加されてもよい。
【００２９】
次に、図６Ａ−６Ｃを参照するに、様々な方向から見たリードレスＩＣパッケージ６００が示されている。図６ＡはＩＣパッケージ６００の上面図である。この図においては、記載の便宜上、ワイヤボンドは図示せず、封止コンパウンド６０８の概略と、ＩＣチップをＬＦに取り付けるダイ取付領域（ＤＡ領域）６０２の概略のみを示す。この実施形態においては、外側の行の端子は、対応するコンタクト領域６０６（破線で図示）の真上に配置され且つ金属配線６２２を介して電気的に結合されたボンディング領域６１６を有し、内側の行の端子は、対応するコンタクト領域６０６から横方向に離して配置され且つ金属配線６２２を介して電気的に結合されたボンディング領域６１８を有する。見て取れるように、内側の行のボンディング領域６１８は、ＤＡ領域６０２の下方のコンタクト領域６０６に経路付けられ得る。
【００３０】
続いて図６Ｂを参照するに、図６Ａの線Ａ−Ａに沿ったＩＣパッケージ６００の側断面図が示されている。ＩＣパッケージ６００はＩＣチップ６０４を含んでおり、ＩＣチップ６０４の下面には、ＩＣチップ６０４を金属配線６２２にマウントするための接着層６１０が配置されている。一部の実施形態において、接着層６１０は非導電性エポキシ材料で形成され得る。図示した実施形態においては、ＩＣチップ６０４は、ワイヤボンド６１２を用いて外側の行のボンディング領域６１６に電気的に接続され、ワイヤボンド６１４を用いて内側の行のボンディング領域６１８に電気的に接続されている。図示した実施形態においては、金属配線６２２は、内側の行のボンディング領域６１８からＤＡ領域の下のコンタクト領域６０６までの電気経路を形成している。封止コンパウンド６０８（陰影部分として図示）が、ＩＣチップ６０４とワイヤボンド６１２及び６１４とを封止している。また、封止コンパウンド６０８は、金属配線６２２同士の間のＩＣチップ６０４の下の領域にも配置され得る。
【００３１】
続いて図６Ｃを参照するに、ＩＣパッケージ６００の底面図が示されている。ＩＣパッケージ６００の底面は、封止コンパウンド６０８（陰影のない部分として図示）、金属配線６２２（陰影部分として図示）、及びコンタクト領域６０６（陰影のない正方形として図示）を含んでいる。図示した実施形態においては、ＩＣパッケージ６００の外縁付近のコンタクト領域６０６は、所定の距離だけ空間的に隔てられている。一部の実施形態において、これらのコンタクトの経路付けは存在しないので、この距離は、ＰＣＢの設計仕様により要求される最小分離距離より大きいか、それに等しくされ得る。図示した実施形態においては、金属配線６２２は、内側の行のボンディング領域６１８からＤＡ領域の下に位置するコンタクト領域６０６までの電気接続を提供し、内側の行のボンディング領域６１８をＰＣＢの設計仕様により要求される最小距離より小さい距離だけ隔てることを可能にしながら、コンタクト領域６０６を互いに該最小距離以上に隔てたままにすることを可能にする。これにより、ＬＦ上にマウントされたＩＣチップと、ＩＣパッケージ６００がマウントされるＰＣＢとの間に、有意に多くの電気接続を構築することが可能になる。
【００３２】
次に、図７Ａ及び７Ｂを参照するに、ＩＣパッケージ７００の２つの実施形態の上面図が示されている。記載の便宜上、ワイヤボンドは図示せず、封止コンパウンド７０８及びＩＣチップ７０４の概略のみを示す。この実施形態においては、ボンディング領域７１６及び７１８と金属配線７２２とを画成するようにＬＦの頂面部分をエッチング除去することによって、凹部７２６が形成されている。また、凹部７２６はダイ取付パッド（ＤＡＰ）７０２を画成するようにエッチングされている。様々な実施形態において、ＤＡＰ７０２は、ＩＣチップ７０４をマウントし得るＬＦの頂面の中央部とし得る。図示した実施形態においては、ダイ取付領域（ＤＡ領域）はＩＣチップ７０４をマウントし得るＬＦ部分であり、ＤＡＰ７０２と金属配線７２２の部分との双方を含む。様々な実施形態において、ＩＣチップ７０４の熱放散を提供し、ＩＣチップ７０４の構造的支持を提供し、且つ／或いはＩＣチップ７０４の電気接地を提供するため、ＤＡＰ７０２を含むことが有利となり得る。例えば、図示した実施形態においては、金属配線７２２ａをＤＡＰ７０２に電気的に結合することによって付加的な接地が提供されている。
【００３３】
続いて図７Ｂを参照するに、２行のボンディング領域を有するＩＣパッケージ７００の一実施形態が示されている。この実施形態においては、第１の行のボンディング領域の寸法及び形状が、第２の行のボンディング領域の寸法及び形状と異なっている。記載の便宜上、ワイヤボンドは図示せず、封止コンパウンド７０８及びＩＣチップ７０４の概略のみを示す。細部Ａは、ＩＣパッケージ７００の外側の行のコンタクト領域のための３つのボンディング領域の拡大図を示している。細部Ｂは、ＩＣパッケージ７００の２つの行のコンタクト領域のための３つのボンディング領域の拡大図を示している。細部Ａにて見て取れるように、ボンディング領域７１６はコンタクト領域７０６の真上に配置されており、故に、ボンディング領域７１６それぞれの中心線は、コンタクト領域７０６それぞれの中心線の間の距離と同一の距離だけ空間的に隔てられていなければならない。細部Ｂにて見て取れるように、ボンディング領域７１６及び７１８は、コンタクト領域のうちの１つがボンディング領域のうちの１つの真下に配置されないとき、互いに空間的に近付けられてもよい。一部の実施形態において、ＤＡＰ７０２内にチャネル７０３が形成されてもよい。チャネル７０３は、これがない場合には孤立してしまう箇所又は到達し難い箇所への封止材料の流入を容易にする。
【００３４】
次に、図７Ｃ−７Ｈを参照するに、様々な処理工程における細部Ａ及び細部Ｂの側面図が示されている。図７Ｃにおいて、ボンディング領域７１６を画成するようにＬＦ７２４内に凹部７２６を形成する。また、ＬＦ７２４の頂面及び底面を選択的にめっきする。図７Ｄにおいて、ＬＦ７２４の頂部に封止コンパウンド７０８を付加し、凹部７２６を封止コンパウンド７０８で充填する。図７Ｅにおいて、ＬＦ７２４の底面を選択的にエッチング除去し、ボンディング領域７１６を互いに分離するとともに、コンタクト領域７０６を画成する。図示した実施形態において見て取れるように、ボンディング領域７１６及びコンタクト領域７０６は実質的に同一の直径を有する。たとえボンディング領域７１６の直径が低減された場合であっても、所与の領域に配置され得るボンディング領域７１６の数は、依然として、該所与の領域に配置され得るコンタクト領域７０６の数によって制限される。
【００３５】
続いて図７Ｂの細部Ｂを参照するに、その真下にコンタクト領域７０６を有するボンディング領域７１６のうちの２つの間に介在する、金属配線のボンディング領域７１８のうちの１つの拡大図が示されている。図示した実施形態においては、ボンディング領域７１６及び７１８はＬＦの頂面に位置し、長方形で示され、コンタクト領域７０６はＬＦの底面に配置され、円形で示されている。細部Ｂにて見て取れるように、内側の行のボンディング領域のボンディング領域７１６及び７１８の幅は、外側の行のボンディング領域（細部Ａにて図示）に対して狭くされている。ボンディング領域７１６及び７１８の幅がコンタクト領域７０６の幅より小さいため、ボンディング領域７１６及び７１８は、コンタクト領域７０６同士と比較して、互いに近くに配置されることが可能である。加えて、ボンディング領域７１６及び７１８の間の空間を縮小するため、ボンディング領域７１８の真下にはコンタクト領域７０６は配置されていない。
【００３６】
続いて図７Ｆ−７Ｈを参照するに、ＩＣパッケージ７００の一実施形態のボンディング領域７１６及び７１８とコンタクト領域７０６とを形成する方法の様々な段階が示されている。図７Ｆは、頂面を部分的にエッチング除去し、ボンディング領域７１６、ボンディング領域７１８、及びボンディング領域７１８から延在する金属配線７２２（細部Ｂに示した１つ）を画成する凹部７２６をＬＦ７２４内に形成した後の、ＬＦ７２４の一部を示している。図７Ｇにおいて、ボンディング領域を覆い且つ凹部を充填する封止コンパウンド７０８を塗布する。また、ボンディング領域７１６の下のＬＦ７２４の底面に、金属めっき７２８を選択的に設ける。図７Ｈにおいて、ボンディング領域７１８の下に位置するＬＦ７２４部分を除去するようにＬＦ７２４の底面を選択的にエッチバックし、ボンディング領域７１８を、ボンディング領域７１６及びボンディング領域７１６の下に位置するコンタクト領域７０６から電気的に分離する。
【００３７】
この部分的なエッチング工程は、例えば、ＬＦ７２４の頂面を感光性エポキシ等の感光性エッチレジストの層で被覆するなど、如何なる数のエッチングプロセスによって行ってもよい。フォトレジストはＬＦ７２４上にスピンコートしてもよく、その後、光学ツールを用いて紫外光で露光し、露光部を除去し得る。それにより、エッチレジストがＬＦ７２４の頂面に凹部７２６を設けるためにパターニングされる。そして、浸漬又は圧力噴霧の何れかによってＬＦ７２４をエッチングし、ボンディング領域７１６及び７１８と金属配線７２２とを部分的にパターニングする。その後、従来手段を用いてエッチレジストを剥離する。
【００３８】
次に、図８Ａ−８Ｄを参照するに、様々な構成を有するＩＣパッケージに関連して、ＬＦの頂面のボンディング領域が金属配線を用いてどのようにして経路付けられ得るかの例として、様々な実施形態が示されている。図８Ａを参照するに、２つのＩＣチップ８０４ａ及び８０４ｂを一方を他方の頂部に積み重ねた形態で有するＩＣパッケージ８００の一実施形態が示されており、底部のＩＣチップ８０４ｂが、該ＩＣチップの下に延在する金属配線上にマウントされている。図８Ｂを参照するに、２つのＩＣチップ８０４ａ及び８０４ｂを一方を他方の頂部に積み重ねた形態で有するＩＣパッケージ８００の一実施形態が示されている。より詳細に後述するように、底部のＩＣチップ８０４ｂはフリップチップ構成をしている。図８Ｃを参照するに、マルチチップモジュール（ＭＣＭ）内に隣り合わせてマウントされた２つのＩＣチップ８０４ａ及び８０４ｂを有するＩＣパッケージ８００の一実施形態が示されている。図示した実施形態は２つのＩＣチップ８０４ａ及び８０４ｂを含んでいるが、複数のＩＣチップがＬＦにマウントされてもよい。図８Ｄを参照するに、ＩＣチップ８０４とともに例えば抵抗又はキャパシタ等の１つ以上の受動部品８３０もＬＦにマウントされたシステムインパッケージ構成を有するＩＣパッケージ８００の一実施形態が示されている。図示した実施形態は１つのＩＣチップ８０４と２つの受動部品８３０とを含んでいるが、１つのＩＣパッケージ内で複数のＩＣチップ及び複数の受動部品がＬＦにマウントされてもよい。
【００３９】
以前は、２つのＩＣチップ間、又はＩＣチップとその他の接点及び／又は受動部品との間に、接点及び／又は受動部品を用いることは、それらがＰＣＢに接続される箇所がその他の接点に囲まれていたため、コストのかかるものであった。接点への分離された電気経路を設けるためには、ＰＣＢの第２又は第３の層が必要であり、製造コストを有意に増大させていた。ボンディング点から例えばＤＡ領域の下といった別の位置まで経路付けるために金属配線を用いることにより、複数のＰＣＢ層を用いることの追加コストを生じることなく、分離された電気接続を構築することができる。
【００４０】
次に、図９Ａ−９Ｃを参照するに、フリップチップ構成で互いに結合された２つのＩＣチップ９０４ａ及び９０４ｂを有する図９ＢのＩＣパッケージの例示的な実施形態が示されている。図９Ｂにて見て取れるように、底部のＩＣチップ９０４ｂはフリップチップボンディング技術を用いて電気コンタクトに直接取り付けられている。例えば、ＩＣチップ９０４ｂの接合パッドは、その上に、ＬＦの電気コンタクトの上面にリフロー接合され得るはんだバンプを含んでいる。図示した実施形態においては、頂部のＩＣチップ９０４ａは、ＩＣパッケージ９００の外縁の周りに配置された複数のボンディング領域９１６にワイヤボンディングされている。複数のボンディング領域９１６とフリップチップ（ＦＣ）の接点との間の電気接続を提供するために金属配線を利用し得る。図９Ｃを参照するに、ＩＣパッケージ９００の底面図が示されている。ＩＣパッケージ９００の外縁付近のボンディング領域を底部のＩＣチップ９０４ｂの下のＦＣ接点に結合する金属配線（陰影部として図示）が示されている。
【００４１】
次に、図１０Ａ及び１０Ｂを参照するに、図１０Ａは、空洞ＩＣパッケージを作り出すために使用されるように構成されたＬＦ１０２４の一実施形態を示し、図１０Ｂは、ＬＦ１０２４にマウントされたＩＣチップ１００４を有する完成後の空洞ＩＣパッケージ１０００の一実施形態を示している。図１０Ａにおいて、ＬＦ１０２４の頂面は、凹部１０２６を形成し、それにより凹部１０２６同士の間に位置する金属配線を画成するように、部分的にエッチングされている。また、金属配線１０２２の頂面のボンディング領域とＬＦ１０２４の底面のコンタクト領域とに、金属めっき１０２８が設けられている。また、凹部が封止コンパウンド１００８で充填され且つＬＦ１０２４の端部から上方に延在する２つの柱（ポスト）が形成されるように、ＬＦ１０２４に封止コンパウンド１００８が塗布されている。図１０Ｂに示した完成後の空洞ＩＣパッケージ１０００は、図１０ＡのＬＦ１０２４から作り出したものであり、ＬＦ１０２４にＩＣチップ１００４を接着し、ＩＣチップ１００４をＬＦ１０２４のボンディング領域にワイヤボンディングすることによって作り出されている。また、ＩＣパッケージをシールし、ＩＣチップ１００４の上方に空洞を作り出すように、ポストの頂部にまたがる蓋が設けられている。この蓋は、例えば金属、プラスチック、ガラス、セラミック若しくはその他の固体材料、又はこれらの材料の１つ以上の組み合わせなどの固体材料で形成され得る。さらに、ＬＦ１０２４の底面は、コンタクト領域及び金属配線を分離するようにエッチバックされている。
【００４２】
次に、図１１Ａ及び１１Ｂを参照するに、ＩＣパッケージに使用するＬＦ１１２４の一実施形態が示されている。図１１ＡはＬＦ１１２４の上面図であり、ＬＦ１１２４の頂面部分を所定のパターンで部分的にエッチング除去することによって凹部１１２６（陰影領域として図示）が形成されている。凹部１１２６同士の間のＬＦ１１２４のエッチングされていない部分は、マウントされたＩＣ回路の支持を提供し、且つ／或いはＬＦ１１２４の頂面のボンディング領域とＬＦ１１２４の底面のコンタクト領域との間で信号を送る電気経路を提供するために使用され得る金属配線１１１８である。図１１ＢはＬＦ１１２４の底面図であり、金属配線（陰影領域として図示）がＬＦ１１２４の頂面のボンディング領域からＬＦ１１２４の底面のコンタクト領域までの経路付けを提供している。しばしば、ＬＦ１１２４上のコンタクト領域１１０６の位置は、ＩＣパッケージがマウントされるＰＣＢ上の接点のパターンによって決定される。例えば、図示した実施形態においては、コンタクト領域１１０６は、ＩＣパッケージの周囲の２つの行内で等間隔であることが要求されている。見て取れるように、複雑なパターンの金属配線の利用は、等間隔でないボンディング領域から２行の等間隔のコンタクト領域まで電気信号を経路付けるという、かつては金属ＬＦを用いると不可能であったことを可能にする。
【００４３】
図１１Ａ及び１１Ｂに関する上述の進歩に加えて、コンタクト領域をそれらそれぞれのボンディング領域から離して配置することを可能にする金属配線の利用は、ＩＣパッケージ及びチップの寸法の所与の組み合わせに利用可能なＩ／Ｏ接続の数を有意に増大させ、また、所与のＩＣパッケージの寸法に組み合わせて増大された寸法のＩＣチップを使用することを可能にする。次に、図１２Ａ−１２Ｈを参照するに、様々なＩＣパッケージ構成に典型的に利用可能なＩ／Ｏ接続の数を示す表が、様々なＩＣパッケージ構成の例とともに示されている。図１２Ａの表は、０．５ｍｍの接点ピッチを有する３つの異なる種類の５×５ｍｍのＩＣパッケージについて、３つの異なる寸法のＩＣチップがマウントされるときに利用可能な典型的なＩ／Ｏ接続数を示している。３つの種類のＩＣパッケージとは、ＱＦＮパッケージ（図１２Ｂ及び１２Ｃ）、ＴＡＰＰパッケージ（図１２Ｄ及び１２Ｅ）、及びＨＬＡパッケージ（図１２Ｆ−１２Ｈ）である。表のダイ寸法の第１列に示すように、４×４ｍｍのＩＣチップは大き過ぎて、５×５ｍｍのＱＦＮ型又はＴＡＰＰ型のＩＣパッケージに使用することができない。しかしながら、コンタクト領域をボンディング領域から遠隔配置するために金属配線を用いることにより、図１２Ｆに一例を示すように、４×４ｍｍのＩＣチップを５×５ｍｍのＨＬＡ型ＩＣパッケージに使用することが可能である。表が示すように、典型的な一実施形態は、ＰＣＢ上の２行の接点と接触する６４個程度のＩ／Ｏ接続を有し得る。この表は４×４ｍｍのＩＣチップの実施形態を用いているが、更に大きいＩＣチップも５×５ｍｍのＨＬＡ型ＩＣパッケージにマウントされ得る。
【００４４】
次の列は、３つの異なる種類の５×５ｍｍのＩＣパッケージに３×３ｍｍのＩＣチップが使用されるときの典型的なＩ／Ｏ接続数を示している。３×３ｍｍのＩＣチップがＱＦＮ型、ＴＡＰＰ型の何れかのＩＣパッケージとともに用いられるとき、ＩＣ回路の外縁の周りには、１行分のコンタクトと、それぞれ３２個、３６個分のＩ／Ｏ接続のスペースが利用可能であるのみである。同一の組み合わせのＩＣチップ及びパッケージの寸法がＨＬＡ型ＩＣパッケージとともに用いられるとき、利用可能なＩ／Ｏ接続数は８８まで増加し、ＰＣＢとの接続に４行のコンタクト領域が利用可能になる。
【００４５】
最後の列は、３つの異なる種類の５×５ｍｍのＩＣパッケージに２×２ｍｍのＩＣチップが使用されるときの典型的なＩ／Ｏ接続数を示している。２×２ｍｍのＩＣチップがＱＦＮ型、ＴＡＰＰ型の何れかのＩＣパッケージとともに用いられるとき、ＰＣＢとのコンタクトに最大で２行までのコンタクト領域を利用することができ、それぞれ最大で４４個、６０個のＩ／Ｏ接続が利用可能である。同一の組み合わせのＩＣチップ及びパッケージの寸法がＨＬＡ型ＩＣパッケージとともに用いられるとき、Ｉ／Ｏ接続数は１００まで増加し、ＰＣＢとの接続に最大で５行までのコンタクト領域（１２０１−１２０５として図示）が利用可能である。
【００４６】
図１２Ａに示した表は、単に例示目的で、ＨＬＡ型パッケージに関するＩＣチップ、接点ピッチ、及びパッケージサイズの特定の組み合わせに対して利用可能となり得る特定のＩ／Ｏ接続数を列挙するものである。これらの数は可能なコンタクトの最大数として解釈されるべきでない。例えば、設計バリエーションに応じて、２×２ｍｍのＩＣチップがマウントされた５×５ｍｍのＨＬＡ型ＩＣパッケージに利用可能となり得るＩ／Ｏ接続数は、図１２Ｈに示した数の２倍より多い程度にもなり得る。様々なその他の実施形態はこれらの数を上回り得る。また、この表は、３つの種類の５×５ｍｍのＩＣパッケージの比較に関する数を提示するものであるが、ＨＬＡ型ＩＣパッケージの、列挙したその他２つのＩＣパッケージ型に対する有意なＩ／Ｏ接続数の増加は、５×５ｍｍより大きかろうと小さかろうと、その他のパッケージサイズにおける有意な増加にも言い換え得るものである。
【００４７】
特に図１２Ｈを参照するに、図示した実施形態は、ボンディング領域から、ボンディング領域の外側に配置されたコンタクト領域までの経路付けのために金属配線を利用している。ＩＣチップの近傍のボンディング領域から、ＩＣチップから遠く離れたコンタクト領域までの経路付けは、ＩＣチップをボンディング領域に接続することに、より短いワイヤボンドを用いることを可能にする。これは、特に例えば金などの高価な金属がワイヤボンドに用いられるとき、ボンディング時間を短縮することによる有意なコスト削減をもたらし得る。図１２Ｈにて見て取れるように、様々な実施形態は、外側への経路付け及び内側への経路付けを組み合わせて用いてもよい。一部の実施形態においては外側への経路付けのみが用いられてもよく、他の実施形態においては内側への経路付けのみが用いられてもよい。
【００４８】
本発明に係る方法及びシステムの様々な実施形態を添付図面に示し、以上の詳細な説明にて説明したが、理解されるように、本発明は開示の実施形態に限定されるものではなく、ここで説明した本発明の精神を逸脱することなく、数多くの再調整、変更及び代替が為され得るものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１２Ｈ】
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