(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝（１４）を備えるチップ素子（１０）の製造方法であって、
インターコネクト基板（２２）上に導電トラック（２６）を設けて、チップ（２０）の活性表面のコンタクト領域を溝の第１の壁に対応する領域に接続するよう当該導電トラック（２６）を配置する工程と、
電着によってコンタクトバンプ（１６）を溝の第１の壁に対応する領域の高さで導電トラック上に成長させる工程と、
チップの側壁が溝の底面を形成するように、活性表面を介してチップをインターコネクト基板（２２）上に取り付ける工程と、
チップの裏面とコンタクトバンプとの距離を測定しながら、インターコネクト基板（２２）に平行になるよう裏面からチップを加工する工程と、
計測した距離が所要値に達したら加工を中止する工程と、
溝の第２の壁を形成するようにプレート（２４）をチップの裏面に接合させることによって取り付ける工程、
とを含んでなる方法。
【請求項２】
前記取り付ける工程が、
若干の重合可能な接着剤を、接着剤の液化温度でチップの裏面に塗布する工程と、
不要な接着剤を除去した後のプレートとチップとの間の厚さが最小となるような圧力で、プレートをチップ上に取り付ける工程と、
当該圧力を保ちながら接着剤を重合温度まで加熱する工程と、
を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プレートまたは前記チップの裏面には、圧力印加によって除去された余剰の接着剤を集めるための空隙が設けられている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
電着を促進させる連続底面（３４）を堆積させて、前記インターコネクト基板（２２）と前記導電トラックとを覆う工程と、
前記チップの活性表面のコンタクト領域に対応する導電トラックを覆う領域における連続底面（３４）上に、電着によってマイクロインサート（３６）を成長させる工程と、
余分の連続底面を除去する工程と、
前記コンタクト領域がマイクロインサートを押圧するように、前記チップを前記インターコネクト基板（２２）上に取り付ける工程と、
を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最大寸法を１ミリメートル未満に抑えることができ、チップに電力を供給する一例としての導線に固定される超小型電子チップ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、国際公開第２００９１１２６４４号公報に記載のように、２本の平行なワイヤ１２ａと１２bに固定されるチップ素子１０の斜視図である。素子１０はほぼ平行六面体をなし、２つの対向する外側面にはそれぞれ、素子１０の全長にわたり延びる互いに平行な溝１４ａと１４ｂが設けられている。これらの溝はそれぞれワイヤ１２ａと１２ｂを収容する。
【０００３】
ワイヤ１２ａと１２ｂは、一般的には電気接続機能を有して、たとえば電流を素子１０のチップ内に形成される発光ダイオードに供給する。こうしてワイヤ１２ａと１２ｂは導通し、各溝の側壁に形成される導電バンプ１６を介してチップと電気的に接続する。溝の幅とバンプ１６の高さは、各ワイヤがバンプと溝１４のバンプとは反対側の側壁の間に挟まれるように、ワイヤ１２の直径に従って選択される。
【０００４】
図１に示すタイプの素子は大まかに２つの部分からなる。第１の部分１８ａは素子の底部三分の一に相当し、チップによって形成される。第２の部分１８ｂは素子の残りの上部に相当し、保護カバーを形成する。チップの活性表面はカバー１８ｂ側を向き、バンプ１６を備え、溝１４の第１の側壁を形成する。カバー１８ｂは、溝の第２の側面と底面を形成することが可能なＴ字断面を有する。
【０００５】
チップ素子１０が小さいために、カバー１８ｂをチップ１８ａに取り付けるといくつかの問題が生じる。特に、再現可能な方法で溝１４の側壁間の離間距離を守ることが困難となる。上記国際公開第２００９１１２６４４号公報に記載のように、ワイヤ１２は溝の一方の側壁にあるバンプ１６と他方の側面のバンプと反対側の側壁との間で柔軟に挟み込むように固定するのが望ましい。離間距離が広すぎると、ワイヤ１２を挟み込むことができない。離間距離が狭すぎると、素子１０を壊さなければワイヤを溝に挿入することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、再現可能で正確な溝の側壁間の離間距離を保証するような手段が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この要件を満たすために、溝（１４）を備えるチップ素子（１０）の製造方法であって、インターコネクト基板（２２）上に導電トラック（２６）を設けて、チップ（２０）の活性表面のコンタクト領域を溝の第１の壁に対応する領域に接続するよう当該導電トラック（２６）を配置する工程と、電着によってコンタクトバンプ（１６）を溝の第１の壁に対応する領域の高さで導電トラック上に成長させる工程と、チップの側壁が溝の底面を形成するように、活性表面を介してチップを基板上に取り付ける工程と、チップの裏面とコンタクトバンプとの距離を測定しながら、基板に平行になるよう裏面からチップを加工する工程と、計測した距離が所要値に達したら加工を中止する工程と、溝の第２の壁を形成するようにプレート（２４）をチップの裏面に接合させることによって取り付ける工程と、を含む。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、取り付けステージは、若干の重合可能な接着剤を接着剤の液化温度でチップの裏面に塗布する工程と、不要な接着剤を除去した後のプレートとチップの間の厚さが最小となるような圧力で、プレートをチップ上に取り付ける工程と、当該圧力を保ちながら接着剤を重合温度まで加熱する工程とを含む。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、プレートまたはチップの裏面には、圧力印加によって除去した余剰の接着剤を集めるための空隙が設けられている。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、電着を促進させる連続導電底面（３４）を堆積して、基板と導電トラックを覆う工程と、チップの活性表面のコンタクト領域に対応する導電トラックの高さまで電着によってマイクロインサート（３６）を成長させる工程と、余分の連続底面を除去する工程と、コンタクト領域がマイクロインサートを押圧するようにチップを基板上に取り付ける工程と、を含む。
【００１１】
その他の効果および特徴は、発明を限定するものではなく一例としてのみの目的で記載され、添付の図面に例示されている特定の実施形態でより明確に理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】上記のように、２本のワイヤに固定されるチップ素子の斜視図を示す。
【図２】一実施例にかかる活性表面を介してインターコネクト基板に接続されるチップを備えるチップ素子の正面図を示す。
【図３】図３ａ〜図３ｅは、図２に示すタイプのチップ素子の製造工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２は、溝幅の精度を向上させるための、ある特定のタイプのチップ素子の一実施形態を示したものである。
【００１４】
このチップ素子において、チップ２０はフリップチップと一般的に称される技術に従い、活性表面、すなわち回路が形成される表面を介して、インターコネクト基板２２に直接接続される。よって、チップ２０の側壁が溝１４ａと１４ｂの底面を形成し、基板２２のチップから突出した部分が溝の第１の壁を形成する。溝の対向する第２の壁は、チップ２０の裏面に付着して固定されるプレート２４の突出部分によって形成される。
【００１５】
基板２２の上面には導電トラック２６が設けられ、導電トラック２６はチップ２０のコンタクト領域をそれぞれ溝１４の第１の壁に配置されるバンプ１６に接続させるためのものである。チップ２０のコンタクト領域は、はんだビーズまたはフリップチップ技術に好適なその他任意の手段でトラック２６に接続される。これらのはんだビーズは、チップを固定させる役割も同時に果たしている。塗料３０がチップ２０と基板２２の間の空間に充填され、ビーズ２８が埋め込まれる。
【００１６】
図示したように、ワイヤ１２ａと１２ｂとは、バンプ１６と、溝１４のバンプに対向する壁、すなわちプレート２４によって規定される壁との間に挟持されるのが好ましい。上述のように、バンプとそれに対向する壁の離間距離が広すぎると、ワイヤ１２を挟み込むことができない。離間距離が狭すぎると、素子を破壊しなくてはワイヤを溝に挿入することができない。したがって、チップ素子の取り付け方法はこの離間距離の精度を十分に保持できるものでなければならない。
【００１７】
バンプ１６と溝のバンプ１６に対向する壁との間の一連の範囲には、多くの素子、特にバンプ１６、はんだビーズ２８、チップ２０およびチップ２０とプレート２４間の接着層とが含まれる。これらすべての素子の寸法不確実性が重なると所要精度を再現可能に達成することができないため、常に注意が必要となる。
【００１８】
所要精度を再現可能に達成できるようにするための製造方法において、特に選択すべきことをここで提案する。特に、コンタクトバンプ１６を電着によって製造する。この方法では高精度を得られないが、バンプの高さは処理ウェハ全体にわたって均一であるという特性がある。基板に取り付けた後、チップをバンプと裏面との間の高さを計測しながら裏面から研磨する。計測値が所要寸法に等しくなったとき研磨を中止する。測定は、コンパレータまたはプロファイルメータを用いた従来の方法で行う。その後、プレート２４を接着層の厚さが最小になるような方法でチップ２０の裏面に接合する。
【００１９】
図３ａ〜３ｅは、図２に示すタイプのチップ素子の製造方法の様々な工程を示したものである。この方法は、チップ素子のインターコネクト基板２２を形成するためのシリコンウェハ上にいくつかのチップ素子を製造する場合にも適用可能である。
【００２０】
図３ａにおいて、たとえばシリコンからなる基板２２は、たとえばアルミニウムからなる導電トラック２６が形成された、酸化ケイ素からなるフルウェハ絶縁層３２に覆われている。電着を促進させるためのたとえばチタン−銅合金からなるフルウェハ連続底面３４が導電トラックを覆っている。
【００２１】
チップと接続させるためのマイクロインサート３６は、導電トラック２６の好適な部分の高さで連続底面３４上に電着によって形成されている。これによって、はんだビーズの代わりとなってチップを基板に接続するという効果が生まれる。この方法を用いることにより、界面をより薄く（２μｍから１０μｍ）することができ、したがって感湿性がより低くなる（側方交換表面がより小さくなる）。
【００２２】
図３ｂにおいて、バンプ１６を電着によって形成する。このために、架橋性樹脂３８を連続底面３４に堆積したのち、露出、エッチングしてバンプの位置にある樹脂を除去する。バンプを連続底面３４上のこれらの位置で電着により成長させる。バンプの高さは電着時間によって変わる。樹脂の厚さはバンプに影響を与えないが、バンプ１６の所要高さより大きくなくてはならない。
【００２３】
電着は２種類の材料で行うのが好ましい。まず、ニッケル層をたとえば１５μｍより厚く堆積したのち、金層をたとえば３μｍより厚く堆積して、ワイヤ１２とのコンタクトを促進させる（図２）。
【００２４】
図３ｃにおいて、余分な樹脂と連続底面３４を除去する。その後、バンプ１６とマイクロインサート３６を連続底面からなる島状部に残して、トラック２６と電気接続させる。
【００２５】
所要精度でバンプ１６の高さを得られないが、後者は処理ウェハ全体にわたって均一の高さとなる。
【００２６】
図３ｄにおいて、チップ２０が基板２２に取り付けられ、活性表面のコンタクト領域がマイクロインサート３６に貼付けられる。コンタクトは、十分な圧力をチップに付加し、マイクロインサートが部分的にチップのコンタクト領域に入るようにすることによって達成される。塗料３０をチップ２０と基板２２の間の空間に加える。この塗料は、ここではチップを基板上に固定させる役割も果たすもので、重合性接着剤または樹脂であることが好ましい。
【００２７】
その後、チップ２０の高さを、研磨または任意の好適な加工方法によって裏面から減らす。チップの初期高さを破線で示す。研磨フェーズ時、チップの裏面とバンプ１６の頂上との距離を計測する。距離が所要距離ｄになったら研磨を中止する。この距離は溝に挿入するワイヤの直径に対応する。既存の加工ツールを用いてそのような距離をモニタリングして、上記の要件を十分満足するだけの精度でその距離を保つことができる。
【００２８】
図３ｅにおいて、たとえばガラスからなるプレート２４を接合によってチップ２０の裏面に加える。接着シール４０の分散がバンプ１６とプレート２４の間で最終的に得られる距離に影響を及ぼさないように、接着シール４０の厚さは最小であるのが望ましい。このために、熱圧着が行われる。
【００２９】
好適な量の接着剤（たとえばエポキシＥ５０５−ＥＰＯＴＥＣＮＹ）をチップ２０の裏面に滴下して堆積させるか、均一層をプレート２４にスピンコーティングで塗布する。接着剤の量は、チップ２０の上面全体を覆い、しかし接着後あふれてバンプ１６に到達することのない量であるのが好ましい。
【００３０】
プレート２４を、接着剤の大部分をチップのへりに追いやるだけの圧力でチップ２０に貼付ける。この圧力を接着剤の好ましくは２つの温度安定期からなる硬化フェーズ時にも保つようにする。第１の安定期は、Ｅ５０５樹脂の場合であれば、１０分から３０分間、温度を５０℃から９０℃に保ち、接着剤を液化して液体移動を容易にするためのものである。第２の安定期は、１０分から６０分間、温度を９０℃より高く保ち、接着剤を重合するためのものである。
【００３１】
図示したように、この接着シールの厚さをさらに容易に減らすために、プレート２４の底面に空隙を形成する。こうした空隙はたとえばのこぎりを用いて作られる溝の形状をなし、チップ２０の裏面にも設けることができる。こうした空隙は、不要な接着剤を蓄積することによって、へりに追いやられた接着剤の移動経路を縮小することができる。
【００３２】
このような様々な手段によって、接着シールの厚さを約１μｍにすることができ、その厚さがバンプ１６とプレート２４との離間距離の場合に求められるよりはるかに低い寸法許容差で再現可能となる。
【００３３】
図３ａ〜３ｅの様々な工程を単一のチップ素子について述べてきたが、基板２０を形成するウェハからなるマトリックス状にしたチップ素子に適応することも可能である。研磨動作はその一連の取り付けられたチップ２０に対して行う。マトリックスと同一サイズのプレート２４を一連のチップ２０に取り付ける。最終的に、チップ素子はダイシングによって分割される。
【符号の説明】
【００３４】
１２ａ，１２ｂ  ワイヤ
１４ａ，１４ｂ  溝
１６  バンプ
２０  チップ
２２  基板
２４  プレート
２６  トラック
２８  ビーズ
３０  塗料
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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