(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポーネントを接合する方法において、前記方法は、
焼結がないプロセスを用いてナノ粒子調製物を提供する段階と、
前記ナノ粒子調製物を圧縮する段階とから成り、前記ナノ粒子調製物を提供する段階は、前記ナノ粒子調製物をナノ粒子分散液として提供する段階を含み、さらに前記ナノ粒子分散液を基板に塗布するとともに、前記ナノ粒子分散液から溶剤を除外する段階を含み、そして焼結がない前記ナノ粒子調製物を圧縮する段階がナノ粒子構造を形成する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ナノ粒子調製物を提供する段階は、液体中にナノ粒子を分散させる段階を含み、前記液体中にナノ粒子を分散させる段階は、有機溶剤または水溶液中に前記ナノ粒子を分散させる段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ナノ粒子調製物はナノ粒子を含み、前記ナノ粒子調製物を圧縮する段階は、ナノ粒子構造を形成し、さらに、基板に前記ナノ粒子構造を搭載する段階および前記ナノ粒子構造に半導体チップを搭載する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ナノ粒子調製物を圧縮する段階は、機械的圧力および空気的圧力のうちの１つを印加する段階を含み、前記ナノ粒子調製物を圧縮する段階は、前記ナノ粒子調製物に超音波エネルギーを印加する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
表面を有する支持構造と、
前記支持構造上に配置されたナノ粒子プリフォームであって、前記ナノ粒子プリフォームは、金属粒子を含むプリカーサから派生した材料を含む、
ことを特徴とするコンポーネント。
【請求項６】
前記ナノ粒子分散液を基板に塗布する段階は、前記ナノ粒子分散液をプリント回路板またはリードフレームに塗布する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にボンディングに関し、より詳しくは鉛フリー（無鉛）ボンディングに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体コンポーネントの製造業者は、製品の性能を向上させつつコストを削減するために絶えず努力している。半導体コンポーネントの製造において多額のコストを要する工程は、半導体デバイスを含む半導体チップをパッケージングする工程である。当業者間で知られているように、ディスクリート半導体デバイスおよび集積回路は半導体ウェーハから製作され、その後、半導体チップを製造するためにシンギュレートまたはダイシングされる。典型的には、１またはそれ以上の半導体チップは、はんだダイ接着材を使用して金属リードフレームのような支持基板に接着され、さらに、それらを環境的および物理的なストレスから保護するためにモールド・コンパウンド内に封止される。
【０００３】
はんだダイ接着材を使用して半導体チップを支持基板に接着する場合の欠点は、一般に、はんだが環境問題を引き起こすおそれのある鉛を含む点である。他の欠点は、鉛を含んだはんだを流動化させるために使用される熱量が、半導体コンポーネントにストレスを与えるほど高いということである。
【０００４】
従って、鉛の使用を減らすと共に、熱に関連する経費を削減することができるようなボンディング構造、および要素をボンディングするための方法があれば有利であろう。さらに、そのようなボンディング構造およびボンディング方法を実施するためのコストおよび時間が効率的であれば有利であろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明は、以下の詳細な記述を添付の図面と共に読むことにより、一層よく理解されるであろう。図中の同じ参照番号は、同じ要素を示す。
【０００６】
【図１】本発明の実施例に従ってナノ粒子プリフォームを形成する方法を示すフローチャートである。
【０００７】
【図２】本発明の実施例に従ってナノ粒子調製物が分配されたモールドである。
【０００８】
【図３】本発明の実施例に従ってナノ粒子を処理した後の図２のモールドである。
【０００９】
【図４】本発明の実施例に従った製造中の半導体コンポーネントの断面図である。
【００１０】
【図５】製造の後続ステージにおける図４の半導体コンポーネントの断面図である。
【００１１】
【図６】製造の後続ステージにおける図５の半導体コンポーネントの断面図である。
【００１２】
【図７】本発明の他の実施例に従った製造中の半導体コンポーネントの断面図である。
【００１３】
【図８】本発明の他の実施例に従った製造中の半導体コンポーネントの断面図である。
【００１４】
【図９】本発明の実施例に従って半導体コンポーネントを製造する方法を示すフローチャートである。
【００１５】
【図１０】本発明の実施例に従って半導体コンポーネントを製造する方法を示すフローチャートである。
【００１６】
【図１１】本発明の実施例に従った製造中の半導体コンポーネントの断面図である。
【００１７】
【図１２】本発明の実施例に従った製造中の半導体コンポーネントの断面図である。
【００１８】
【図１３】本発明の実施例に従った製造中の半導体コンポーネントの断面図である。
【００１９】
【図１４】本発明の実施例に従って半導体コンポーネントを製造する方法を示すフローチャートである。
【００２０】
【図１５】本発明の実施例に従った製造中の半導体コンポーネントの断面図である。
【００２１】
【図１６】製造の後続ステージにおける図１５の半導体コンポーネントの断面図である。
【００２２】
【図１７】本発明の実施例に従った製造中の半導体コンポーネントの断面図である。
【００２３】
【図１８】製造の後続ステージにおける図１７の半導体コンポーネントの断面図である。
【００２４】
【図１９】本発明の他の実施例に従った半導体コンポーネントの断面図である。
【００２５】
【図２０】本発明の他の実施例に従った半導体コンポーネントの断面図である。
【００２６】
【図２１】本発明の他の実施例に従った半導体コンポーネントの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
一般に、本発明は、ボンディング構造および構造を無鉛ボンディングするための方法を提供する。本発明の実施例に従って、例えば半導体コンポーネントのような構造が、ナノ粒子調製物（nanoparticle preparation）を提供し、さらに、ナノ粒子調製物を圧縮にすることにより製造される。ナノ粒子調製物は、ナノ粒子、異なるタイプのナノ粒子の混合物、ナノ粒子を液体中に分散させることにより派生したナノ粒子、異なるタイプのナノ粒子を液体中に分散させることにより派生した異なるタイプのナノ粒子の混合物、またはこれらと同種のものから成る。ナノ粒子調製物は、例えば圧縮のために用意されたモールドのような基板に配置または塗布される。ナノ粒子は、機械源または空気源から供給された圧力をナノ粒子に印加することによって圧縮されるが、その圧力は静的、動的、または、静的および動的に印加される。圧縮された後、ナノ粒子構造は、所望の形状およびサイズに切断または形成される。あるいは、ナノ粒子調製物は、例えば、リードフレーム、プリント回路板、セラミック基板、積層プラスチック基板、クリップ、紙ラミネート、プラスチック・ラミネート、半導体ウェーハ、または同種のもののような基板上で圧縮されてもよい。
【００２８】
図１は、本発明の実施例に従って半導体コンポーネントを製造する際に使用するためのナノ粒子プリフォームを形成する方法を示すフローチャート１０である。図１のボックス１２に示される開始ステップにおいて、予め定められた量または密度を有するナノ粒子が、例えばキャスティング・モールド内に分配(dispensing)される。適切なナノ粒子は、例えば、金属フォームとしての銀（Ａｇ）、リチウム（Ｌｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロミウム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、パラジウム（Ｐｄ）等、あるいは、合金、金属酸化物、窒化金属、またはそれらと同種のもの、酸化物でコーティングされた金属、他の金属でコーティングされた金属、１またはそれ以上の有機材料または同種のものでコーティングされた金属、のような金属を含む。ナノ粒子は、ほぼ５００ナノメータ（ｎｍ）未満の粒子サイズであることが好ましい。ナノ粒子は、ナノ粒子構造のプリカーサとしての役割を果たす。他の実施例によれば、ナノ粒子は、モールド上にスクリーン印刷され、モールド上に凝縮され、射出成形法に類似した技術でモールドのキャビティへ射出され、あるいは、当業者間で周知の粒子分配法（particle dispensing method）を用いてモールドのキャビティに分配されてもよい。
【００２９】
キャスティング・モールドにナノ粒子を分配または形成した後、それらは、ナノ粒子に圧力および熱を印加することにより圧縮または圧密(compress or compact)される（図１のボックス１４）。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、また、静的、静的、または、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、摂氏約４００度（℃）未満の温度で約２０メガパスカル（ＭＰａ）未満である。さらに、圧縮は、例えば、大気雰囲気、不活性ガスから成る雰囲気、真空から成る雰囲気等のような雰囲気中で行なわれる。したがって、ナノ粒子を圧縮するために調整可能な変数は、雰囲気、温度、圧力、乾燥時間または条件、あるいはそれらの組合せを含む。ナノ粒子の圧縮によって、シートまたはフィルムまたはパレットと称されるナノ粒子構造が形成される。あるいは、ナノ粒子調製物は、ナノ粒子に超音波エネルギーを印加することにより、または、ナノ粒子に磁気パルスを印加することにより、または、ナノ粒子に圧力を印加することにより、または、それらの組合せにより圧縮することもできる。
【００３０】
ナノ粒子シートは、所望の形状およびサイズを有するプリフォームにシンギュレートされる（図１のボックス１６）。ナノ粒子プリフォーム２６は、ナノパック(NanoPac)と称され、図４に示される。
【００３１】
図２は、ナノ粒子２２が分配されたモールド２０を示す。ナノ粒子２２の分配は、ナノ粒子２２の形成またはナノ粒子２２の配置とも称される。ナノ粒子２２を分配した後、ナノ粒子２２に対して、圧縮ツール２３によって予め定められた温度および圧力が印加され、ナノ粒子構造２４が形成される（図３）。圧縮は、矢印２５によって図２に示される。図１に関して記述したように、ナノ粒子構造２４はモールド２０から取り外され、所望のサイズおよび形状を有するナノ粒子プリフォーム２６にシンギュレートされる（図４）。
【００３２】
図４は、ナノ粒子プリフォーム２６が搭載された基板３０の断面図である。  例えば、基板３０は、フラグ３２およびリードフレーム・リード３４，３５を有する銅のリードフレームである。好ましくは、ナノ粒子プリフォーム２６は、フラグ３２に搭載される。ナノ粒子プリフォーム２６は、リードフレームに搭載されるとは限らず、セラミック基板、プリント回路板、プラスチック、または同種の基板に搭載されてもよい。
【００３３】
次に図５を参照して、半導体チップ４０がナノ粒子プリフォーム２６に搭載されるが、ナノ粒子プリフォーム２６は、例えば、大気雰囲気、１またはそれ以上の不活性ガスから成る雰囲気、化成ガスまたは真空から成る雰囲気中にナノ粒子プリフォームを置き、かつ、ナノ粒子プリフォームに加圧および加熱することによって焼結される。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、また、静的、動的、または、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、約４００℃未満の温度で、約２０ＭＰａ未満である。
【００３４】
次に図６を参照して、ボンド・パッド４４は、ワイヤ・ボンド４２によってリードフレーム・リード３４に結合され、また、ボンド・パッド４５は、ワイヤ・ボンド４３によってリードフレーム・リード３５に結合される。例えばモールド・コンパウンドのような保護材４６が、半導体ダイ４０、ボンド・ワイヤ４２，４３、リードフレーム・リード３４，３５、および、フラグ３２の少なくとも一部分上に形成され、半導体コンポーネント４８を形成する。ボンド・ワイヤは、ワイヤ・ボンドとも称される。
【００３５】
図７は、一実施例に従った半導体コンポーネント５１の断面図であり、ナノ粒子プリフォーム２６は、チップ受入領域５２、ボンド・パッド５４，５５、相互接続５６，５７、およびボンド・パッド５８，５９を有するプリント回路板５０に搭載される。より詳しくは、ナノ粒子プリフォーム２６は、チップ受入領域５２に搭載され、ボンド・パッド５４は、相互接続５６を介してボンド・パッド５８に結合され、ボンド・パッド５５は、相互接続５７を介してボンド・パッド５９に結合される。はんだボール６０は、ボンド・パッド５８，５９に結合される。当業者であれば解るように、プリント回路板は、典型的には、各表面上に３つ以上のボンド・パッドを有し、さらに、一方の表面上のボンド・パッドから反対側の表面上のボンド・パッドへ伸びる３つ以上の電気的な相互接続を有する。より完全に説明すると、複数のはんだボールが、半導体チップ４０が結合された表面と反対側のプリント回路板５０の表面上の対応するボンド・パッドに接合されているように示される。すなわち、はんだボールは、底面に接合される。はんだボールが底面のボンド・パッドに結合された場合、構造はボール・グリッド・アレイ・パッケージと称される場合がある。はんだボール以外の構造が、プリント回路板５０の底面上のボンド・パッドに接合されてもよいことに注意すべきである。例えば、ピン・グリッド・アレイ構造を形成するために、ピンがボンド・パッド５８，５９のようなボンド・パッドに結合されてもよい。あるいは、ボンド・パッド５８，５９は、他の基板に結合されてもよい。
【００３６】
次に図８を参照して、ナノ粒子プリフォーム２６は、セラミック基板６０に搭載され、さらに、構造６２が、ナノ粒子プリフォーム２６上に、ナノ粒子プリフォーム２６と接触するように搭載される。例えば、構造６２は半導体ウェーハである。あるいは、構造６２は、半導体チップ、他のセラミック構造、プリント回路板などである。ナノ粒子プリフォーム２６は導電性であるので、構造６２が半導体チップ、半導体ウェーハなどであるとき、構造６２の背面接触としての役割を果たす。
【００３７】
図９は、本発明の実施例に従って半導体コンポーネントを製造する際に使用するためのナノ粒子プリフォームを形成する方法を示すフローチャート８０を示す。開始ステップ８２において、予め定められた量または密度を有するナノ粒子が、ナノ粒子分散液（nanoparticle suspension）を生成するために、液体と結合されるか、または、液体中に分散される。ナノ粒子の適切な例については、すでに図１に関して記述した。適切な液体は、アルコール、アセトン、有機溶剤、または、焼結温度を下回る蒸発温度を有する液体、または同種のものを含む。したがって、ナノ粒子調製物は、ナノ粒子を含む有機溶液またはナノ粒子を含む水溶液から成る。その溶液は、例えば、モールド内へ分配され、あるいはモールド内へ凝縮され、あるいは基板上にスクリーン印刷される。ナノ粒子を含む溶液は、ナノ粒子溶液またはナノ粒子分散液と称される。例えば、ナノ粒子分散液はコロイド状の分散液である。ナノ粒子調製物または分散液の分配については、ボックス８４に示される。
【００３８】
さらに図９を参照して、モールド内へナノ粒子溶液を分配した後、分散液の液体または溶剤の部分は、例えば蒸発によって除外または除去される（ボックス８５）。したがって、液体は、ナノ粒子のキャリヤとしての役割を果たす。ナノ粒子は、ナノ粒子プリフォームに加圧および加熱することにより圧縮される。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、また、静的、動的、あるいは、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。さらに、圧縮は、例えば、大気雰囲気、不活性ガスから成る雰囲気、真空から成る雰囲気等のような雰囲気中で実行される。したがって、ナノ粒子を圧縮するために調整可能な変数は、雰囲気、温度、圧力、乾燥条件、あるいはそれらの組合せを含む。あるいは、ナノ粒子調製物は、ナノ粒子に超音波エネルギーを加えることにより、または、ナノ粒子に磁気パルスを加えることにより、または、ナノ粒子に圧力を加えることにより、または、それらの組合せにより圧縮することができる。ナノ粒子の圧縮により、シート、またはフィルム、またはパレットと称させるナノ粒子構造が形成される。
【００３９】
ナノ粒子シートは、所望の形状およびサイズを有するナノ粒子プリフォーム２６にシンギュレートされる（ボックス８８）。
【００４０】
図１０は、本発明の実施例に従って半導体コンポーネントを製造する際に使用するためのナノ粒子プリフォームを形成する方法を示すフローチャート１００である。明瞭化するために、図１０，１１について併せて記述する。ボックス１０２に示される開始ステップにおいて、予め定められた量または密度を有するナノ粒子が、例えばリードフレーム、プリント回路板、セラミック基板、または同種のもののような基板上に分配される。ナノ粒子の適切な例については、すでに図１に関して記述した。
【００４１】
基板上にナノ粒子を分配または形成した後、それらは、ナノ粒子プリフォームに加圧および加熱することにより圧縮される（ボックス１０４）。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、また、静的、動的、あるいは、静的および動的に印加されてもよい。例えば、圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。さらに、圧縮は、例えば、大気雰囲気、不活性ガスから成る雰囲気、真空から成る雰囲気等のような雰囲気中で実行される。したがって、ナノ粒子を圧縮するために調整可能な変数は、雰囲気、温度、圧力、乾燥条件、あるいはそれらの組合せを含む。あるいは、ナノ粒子調製物は、ナノ粒子に超音波エネルギーを加えることにより、または、ナノ粒子に磁気パルスを加えることにより、または、ナノ粒子に圧力を加えることにより、または、それらの組合せにより圧縮される。基板上でのナノ粒子の圧縮によってナノ粒子プリフォーム２６Ａが形成されるが、ナノ粒子プリフォーム２６Ａは、基板に装着される前にシンギュレートされるシートとしてではなく基板上にプリフォームとして形成されること以外は、ナノ粒子プリフォーム２６に類似する（図１１）。ナノ粒子プリフォーム２６Ａは、ナノパックと称される。
【００４２】
例えば半導体チップ４０のようなワークピースが、ナノ粒子プリフォーム２６Ａに接触するようにナノ粒子プリフォーム２６Ａに搭載される（ボックス１０６）。ナノ粒子プリフォーム２６Ａは、所望の雰囲気中にナノ粒子プリフォーム２６Ａを置き、かつ、ナノ粒子プリフォーム２６Ａに加圧および加熱することによって焼結される。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、また、静的、動的、あるいは、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。ナノ粒子プリフォーム２６Ａの焼結は、ナノ粒子プリフォーム２６Ａの加熱とも称され、図１０のボックス１０８によって示される。ワークピースは、半導体チップに限らないことに注意すべきである。あるいは、ワークピースは、例えばチップ・キャパシタのようなキャパシタ、例えばチップ・レジスタのようなレジスタ、インダクタ、リードフレーム、プリント回路板、クリップ・コネクタ、または同種のものでもよい。
【００４３】
基板、半導体チップ４０、およびナノ粒子プリフォーム２６Ａは、パッケージングされ（図１０のボックス１１０）、半導体コンポーネント１２０を形成する。図１１は、半導体コンポーネント１２０を示し、その中で、基板１２２は、例えばフラグ１２４およびリードフレーム・リード１２６，１２７を有する銅のリードフレームであり、また、半導体チップ４０は、ナノ粒子プリフォーム２６Ａを介してリードフレーム１２２に結合される。さらに、ボンド・パッド４４は、ボンド・ワイヤ４２を介してリードフレーム・リード１２６に結合され、ボンド・パッド４５は、ボンド・ワイヤ４３を介してリードフレーム・リード１２７に結合される。モールド・コンパウンド４６は、リードフレーム１２２、半導体チップ４０、およびボンド・ワイヤ４２，４３の少なくとも一部分上に形成される。半導体チップ４０、ボンド・ワイヤ４２，４３、およびモールド・コンパウンド４６については、すでに図６に関して記述した。
【００４４】
図１２は、基板がプリント回路板１３０である半導体コンポーネント１２９の実施例を示す。図１２に示されるのは、ナノ粒子プリフォーム２６Ａを介して半導体チップ受入領域１３２に結合された半導体チップ４０を有するプリント回路板１３０である。半導体チップ４０上のボンド・パッド４４，４５は、ボンド・ワイヤ４２，４３を介して、プリント回路板１３０上のボンド・パッド１３４，１３５にそれぞれ結合される。ボンド・パッド１３４，１３５は、相互接続１３８，１３９によって、ボンド・パッド１３６，１３７にそれぞれ結合される。はんだバンプ１４０は、対応するボンド・パッド１３６，１３７にそれぞれ結合される。当業者であれば解るように、プリント回路板は、典型的には、各表面上の３つ以上のボンド・パッド、および、一方の表面上のボンド・パッドから反対側の表面上のボンド・パッドへ伸びる３つ以上の電気的な相互接続を有する。より完全に説明すると、３つ以上のボンド・パッドが、プリント回路板１３０の底面上に示され、また、複数のはんだボール１４０が、プリント回路１３０の底面上の対応するボンド・パッドに接合されているように示される。この構造は、ボール・グリッド・アレイと称される場合がある。はんだボール以外の構造が、プリント回路板１３０の底面上のボンド・パッドに接合されてもよいことに注意すべきである。例えば、ピンが、ボンド・パッド１３６，１３７のようなボンド・パッドに結合されてピン・グリッド・アレイ構造を形成する。あるいは、ボンド・パッド１３６，１３７は、他の基板に結合されてもよい。半導体チップ４０上のボンド・パッドの数、プリント回路板１３０上のボンド・パッドの数、ボンド・ワイヤの数、ならびに、相互接続およびはんだボールの数は、本発明に制限されないことに注意すべきである。
【００４５】
モールド・コンパウンド４６は、プリント回路板１３０、半導体チップ４０、ボンド・ワイヤ４２，４３の少なくとも一部分上に形成される。半導体チップ４０、ボンド・ワイヤ４２，４３、および、モールド・コンパウンド４６については、すでに図６に関して記述した。
【００４６】
図１３は、ワークピース１５４を有する基板１５２を含む構造１５０の断面図であり、ワークピース１５４はナノ粒子プリフォーム２６Ａを介して基板１５２に結合される。プリフォームは、プリフォーム２６Ａに限定されず、プリフォーム２６，２６Ｂ，または同種のものでもよいことに注意すべきである。例えば、基板１５２はセラミック基板である。ワークピース１５４は、例えば、チップ４０、例えばプリント回路板１３０のようなプリント回路板、半導体ウェーハ、セラミック材の他のピース、または同種のもののような半導体チップである。
【００４７】
図１４は、本発明の実施例に従って半導体コンポーネントを製造する際に使用するためのナノ粒子プリフォームを形成する方法を示すフローチャート１７５である。明瞭化するために、図１４〜図１７について併せて説明する。さらに、フローチャート１７５は、半導体コンポーネントを製造する方法の実施例も示す。ボックス１７６によって示された開始ステップにおいて、ナノ粒子分散液は、ナノ粒子を溶剤に混合することによって調製される。ナノ粒子の適切な例については、すでに図１に関して記述した。適切な液体は、アルコール、アセトン、または、焼結温度を下回る蒸発温度を有する液体、または同種のものを含む。例えば、ナノ粒子分散液はコロイド状の分散液である。
【００４８】
ボックス１７８に示されるように、ナノ粒子分散液１９０（図１５）は、例えばリードフレーム１２２（図１５）、プリント回路板１３０（図１７）、セラミック基板、または同種のもののような基板上に分配される。
【００４９】
基板上にナノ粒子分散液１９０を分配または形成した後、ナノ粒子に加圧および加熱することによって溶剤が除外または除去される（図１４のボックス１８０）。圧力は機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、静的、動的、または、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。溶剤の除去は、図１５の矢印１９２によって示される。
【００５０】
溶剤が除去された後、ナノ粒子は、ナノ粒子プリフォームに加圧および加熱することにより圧縮される（図１４のボックス１８２）。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、静的、動的、または、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。圧縮は、さらに、例えば、大気雰囲気、不活性ガスから成る雰囲気、真空から成る雰囲気等の雰囲気中で実行される。したがって、ナノ粒子を圧縮するために調整可能な変数は、雰囲気、温度、圧力、乾燥条件、またはそれらの組合せを含む。基板上のナノ粒子の圧縮によって、ナノ粒子プリフォーム２６Ｂ（図１６）が形成されるが、それは、分散液から形成されること以外はナノ粒子プリフォーム２６に類似する。ナノ粒子プリフォーム２６Ｂは、ナノパックと称される。
【００５１】
例えば半導体チップ４０のようなワークピースが、ナノ粒子プリフォーム２６Ｂに搭載される（図１４のボックス１８４）。ナノ粒子プリフォーム２６Ｂは、ある雰囲気中に置かれ、かつ、ナノ粒子プリフォームに加圧および加熱することによって焼結される。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、静的、動的、または、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。ナノ粒子プリフォーム２６Ｂの焼結は、ナノ粒子プリフォーム２６Ｂの加熱とも称し、図１４のボックス１８６に示される。基板、半導体チップ４０、およびナノ粒子プリフォーム２６Ｂを含む構造は、存在する有機パッシベーション層を除去するために、溶剤に浸漬される。有機パッシベーション層を除去した後、当該構造は大気雰囲気中で乾燥される。あるいは、構造は、１またはそれ以上の不活性ガスから成る雰囲気中または真空中で乾燥されてもよい。ワークピースは、半導体チップに限定されないことに注意すべきである。あるいは、ワークピースは、例えばチップ・キャパシタのようなキャパシタ、例えばチップ・レジスタのようなレジスタ、インダクタ、リードフレーム、プリント回路板、クリップ・コネクタ、または同種のものであってもよい。
【００５２】
基板、半導体チップ４０、およびナノ粒子プリフォーム２６Ｂは、パッケージングされ（図１４のボックス１８８）、半導体コンポーネント１９６を形成する。  図１６は、半導体コンポーネント１９６を示す。基板１２２は、例えばフラグ１２４およびリードフレーム・リード１２６を有する銅のリードフレームであり、また、半導体チップ４０は、ナノ粒子プリフォーム２６Ｂを介してリードフレーム１２２に結合される。さらに、半導体チップ４０上で形成された、または、半導体チップ４０から形成されたボンド・パッド４４，４５は、対応するボンド・ワイヤ４２，４３を介してリードフレーム・リード１２６，１２７にそれぞれ結合される。モールド・コンパウンド４６は、リードフレーム１２２、半導体チップ４０、およびボンド・ワイヤ４２，４３の少なくとも一部分上に形成される。半導体チップ４０、ボンド・ワイヤ４２，４３、およびモールド・コンパウンド４６については、すでに図６に関して記述した。
【００５３】
図１７および図１８は、基板がプリント回路板１３０である実施例に従って半導体コンポーネント２００を示す。プリント回路板１３０の実施例は、図１２に関して記述される。図１７に示されるのは、プリント回路板１３０上に分配されたナノ粒子分散液１９０である。溶剤は、ナノ粒子分散液に加圧または加熱することによって除外または除去される（矢印１９２）。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、静的、動的、または、静的および動的に印加されてもよい。例えば、ナノ粒子プリフォーム２６Ｂを形成するために印加される圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。ナノ粒子プリフォーム２６Ｂは、半導体チップ受入領域１３２上に形成される。
【００５４】
はんだバンプ１４０は、対応するボンド・パッド１３６，１３７にそれぞれ結合される。ボンド・パッド１３４，１３５とボンド・パッド１３６，１３７とは、プリント回路板１３０の反対側に位置することに注意すべきである。半導体チップ４０上のボンド・パッド４４，４５は、ボンド・ワイヤ４２，４３を介してプリント回路板１３０上のボンド・パッド１３４，１３５にそれぞれ結合される。ここでもまた、半導体チップ４０上のボンド・パッド、プリント回路板１３０上のボンド・パッド、ボンド・ワイヤ、相互接続、およびはんだボールの数は、本発明に制限されないことに注意すべきである。プリント回路板１３０に関して、ボンド・パッド、ボンド・ワイヤ、相互接続、およびはんだバンプの形成については、すでに図１２に関して記述した。
【００５５】
モールド・コンパウンド４６は、プリント回路板１３０、半導体チップ４０、ボンド・ワイヤ４２，４３の少なくとも一部分上に形成される。半導体チップ４０、ボンド・ワイヤ４２，４３、および、モールド・コンパウンド４６については、図６に関してすでに記述した。
【００５６】
図１９は、他の実施例に従った半導体コンポーネント２１０の断面図である。図１９に示されるのは、表面２１４を有するプリント回路板２１２であり、表面２１４の上に、ボンド・パッド２１６，２１８，２２０，２２２が形成される。ナノ粒子プリフォーム２６は、ボンド・パッド２１６〜２２２上に形成される。ナノ粒子プリフォームは、プリフォーム２６に限らず、例えばプリフォーム２６Ａ，２６Ｂ、またはこれらと同種のプリフォームであってもよい。半導体コンポーネント２２６は、ボンド・パッド２２０，２２２に結合される。半導体コンポーネント２２６は、パッケージングされた半導体コンポーネントであってもよく、あるいは、フリップチップまたはチップ・スケール・パッケージング構成内に搭載された半導体チップであってもよい。受動コンポーネント２２８は、ナノ粒子プリフォーム２６を介してボンド・パッド２１６，２１８に結合される。例えば、受動コンポーネント２２８は、チップ・キャパシタである。あるいは、受動コンポーネント２２８は、チップ・レジスタ、レジスタ、キャパシタ、インダクタなどであってもよい。プリント回路板２１２は、相互接続２３２を介してボンド・パッド２１８，２２０に結合されたボンド・パッド２３０、および、相互接続２３６を介してボンド・パッド２２２に結合されたボンド・パッド２３４を含む。図示されていないが、半導体コンポーネント２１０は、半導体コンポーネント２２６または受動コンポーネント２２８、またはこれらの両方の上に形成された保護構造を含んでもよく、さらに、半導体コンポーネント２１０は、ボンド・パッド２３０，２３４に結合されたはんだバンプを含んでもよい。
【００５７】
図２０は、本発明の他の実施例に従った表面実装半導体コンポーネント２５０の断面図である。図２０に示されるのは、フラグ２５４およびリードフレーム・リード２５６，２５８を有するリードフレーム２５２の一部分の断面図である。フラグ２５４もまた、チップ受入領域と称する場合がある。ナノ粒子プリフォーム２６は、フラグ２５４上に形成される。ナノ粒子プリフォームは、プリフォーム２６に限らず、例えばプリフォーム２６Ａ，２６Ｂ，またはそれらと同種のプリフォームであってもよい。ボンド・パッド２６２，２６４を有する半導体チップ２６０は、ナノ粒子プリフォーム２６に搭載され、ナノ粒子プリフォーム２６は、例えば、ナノ粒子プリフォーム２６を、大気雰囲気、１またはそれ以上の不活性ガスから成る雰囲気、フォーミング・ガスまたは真空から成る雰囲気中に置き、かつ、ナノ粒子プリフォームに加圧および加熱することによって焼結される。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、また、静的、動的、または、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。
【００５８】
さらに図２０を参照して、ボンド・パッド２６２は、ワイヤ・ボンド２６６によってリードフレーム・リード２５６に結合され、ボンド・パッド２６４は、ワイヤ・ボンド２６８によってリードフレーム・リード２５８に結合される。例えば、モールド・コンパウンドのような保護材２７０は、半導体ダイ２６０、ボンド・ワイヤ２６６，２６８、リードフレーム・リード２５６，２５８、およびフラグ２５４の上に形成され、表面実装半導体コンポーネント２５０を形成する。ボンド・ワイヤは、ワイヤ・ボンドとも称される。表面実装半導体コンポーネント２５０は、小型アウトライン・パッケージ、チップ・キャリヤ、無鉛チップ・キャリヤ、プラスチック無鉛チップ・キャリヤなどであってもよいことが理解されるであろう。
【００５９】
図２１は、本発明の他の実施例に従った半導体コンポーネント３００の断面図である。図２１に示されるのは、フラグ３０４およびリードフレーム・リード３０６を有するリードフレーム３０２の一部分の断面図である。フラグ３０４は、チップ受入領域とも呼ばれる。ナノ粒子プリフォーム２６は、フラグ３０４上に形成される。ナノ粒子プリフォームは、ナノ粒子プリフォーム２６に限定されず、例えば、プリフォーム２６Ａ，２６Ｂ、またはそれらと同種のもののようなプリフォームでもよい。表面３１２，３１４を有する半導体チップ３１０は、ナノ粒子プリフォーム２６に搭載される。より詳しくは、表面３１２は、ナノ粒子プリフォーム２６と接触するように配置される。もう一つのナノ粒子プリフォーム２６は、半導体チップ３１０の表面３１４上に形成される。クリップ３１８は、ナノ粒子プリフォーム２６に搭載される。クリップ３１８は領域３２０，３２２を有し、領域３２０はナノ粒子プリフォーム２６に搭載され、領域３２２は、はんだ（図示せず）によってリードフレーム・リード３０６に接合される。ナノ粒子プリフォーム２６は、例えば、それらを大気雰囲気、１または２以上の不活性ガスから成る雰囲気、フォーミング・ガスまたは真空から成る雰囲気内に置かれるか、または、これらによって処理され、ナノ粒子プリフォームに加圧および加熱することによって焼結される。圧力は、機械的に生成されても、空気的に生成されてもよく、静的、動的、または、静的および動的に印加されてもよい。例えば、印加される圧力は、約４００℃未満の温度で約２０ＭＰａ未満である。
【００６０】
例えば、モールド・コンパウンドのような保護材３２６が、半導体ダイ３１０、フラグ３０４、クリップ３１８、および、リードフレーム・リード３０６の一部分上に形成される。
【００６１】
特定の実施例がここに開示されたが、本発明がここに示された実施例に制限されることを意図するものではない。当業者は、本発明の精神から逸脱することなく、修正および変更を加えることができることを認識するであろう。本発明は、添付された特許請求の範囲に該当するような修正および変更のすべて包含することを意図している。
【符号の説明】
【００６２】
２０  モールド
２２  ナノ粒子
２３  圧縮ツール
２４  ナノ粒子構造
２６，２６Ａ，２６Ｂ  ナノ粒子プリフォーム
３０，１２２  基板（リードフレーム）
３２，１２４  フラグ
３４，３５，１２６，１２７  リードフレーム・リード
４０  半導体チップ（半導体ダイ）
４２，４３  ワイヤ・ボンド（ボンド・ワイヤ）
４４，４５，５４，５５，５８，５９，１３４，１３５，１３６，１３７  ボンド・パッド
４６  保護材（モールド・コンパウンド）
４８，５１，１２０，１２９  半導体コンポーネント
５０，１３０  プリント回路板
５２  チップ受入領域
５６，５７，１３８，１３９  相互接続
６０  はんだボール
１４０  はんだバンプ
１５０  構造
１５２  基板
１５４  ワークピース
１９０  ナノ粒子分散液
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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