(57)【要約】  半導体組立でキャリヤとして使うためのテープであって、第１面（１０１ａ）および第２面（１０１ｂ）を有する、高分子、好ましくは熱可塑性材料のベースシート（１０１）を有するテープ。高分子接着膜（１０２、１０４）および異なる、好ましくは不活性の材料の箔（１０３、１０５）がこのベースシートに第１および第２面側の両方で取付けてあり、そこでそれらがテープに厚さ（１２０）をもたらす。複数の孔がテープ厚さを貫通して作ってあり、これらの孔は、第２テープ面と約７０°と８０°の間の角度に先細りになっているのが好ましい。推奨直径（３０２）がテープ厚さとほぼ等しい、リフロー金属要素（３０１）がこれらの孔の各々に保持してある。
2009524937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリヤとして使うためのテープであって、
第１および第２面を有する高分子材料のベースシート、
該ベースシートの第１面側および第２面側に取付け、テープに厚さを付与する、高分子接着膜および異なる材料の箔、
テープ厚さを貫通する複数の孔、および
該各孔に位置するリフロー金属要素を含むテープ。
【請求項２】
請求項１に記載のテープに於いて、前記ベースシートの高分子材料がアクリル樹脂またはシリコン樹脂を伴う長鎖ポリイミド、アクリル樹脂を伴う長鎖ポリエチレン、およびアクリル樹脂を伴うポリプロピレンから選択した熱可塑性プラスチック材料を含むテープ。
【請求項３】
請求項１に記載のテープに於いて、前記ベースシートが互いに取付けた二つの重合膜から成るテープ。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１項に記載のテープに於いて、前記孔が先細りになっていて前記面と約７０°と８０°の間の角度をなすテープ。
【請求項５】
請求項１ないし３の何れか１項に記載のテープに於いて、前記リフロー金属要素が合金半田ボールまたは合金半田円筒であるテープ。
【請求項６】
請求項１ないし３の何れか１項に記載のテープであって、
前記ベースシートの厚さが約２５と４５０μｍの間であり、
前記高分子接着膜は、厚さが約２５と１００μｍの間であり且つエポキシおよびポリイミド、およびシリコンを含む一つ以上の重合体を含み、
前記異なる材料の箔は、厚さが約１０と５０μｍの間であり且つＰＶＣおよびＰＥＴを含む不活性材料から成り、
前記リフロー金属要素の直径が前記テープ厚さにほぼ等しいテープ。
【請求項７】
半導体パッケージであって、
ある外形および複数の接触パッドを有する半導体デバイス、
複数の端子パッドを有する外部部品で、該部品が前記デバイスから離間し、およびこれらの端子パッドが、それぞれ、これらのデバイス接触パッドと整列している部品、
前記接触パッドの各々をそのそれぞれの端子パッドと相互結合するリフロー要素、および
前記デバイスと前記部品の間のスペースを埋める高分子材料で、該材料が前記デバイス、前記部品および前記リフロー要素に付着し、前記材料は、前記デバイスの外形と実質的に一致する外形を有し、かつ前記スペースを実質的に空隙なく埋める材料を含むパッケージ。
【請求項８】
請求項７に記載のパッケージに於いて、前記デバイスが少なくとも一つの半導体チップを有し、および前記外部部品がこの少なくとも一つのチップの裏返し組立に適する基板であるパッケージ。
【請求項９】
請求項７に記載のパッケージに於いて、前記高分子材料は、前記リフロー要素をリフローするために使うのとほぼ同じ温度範囲内で粘性流体に変るように使用できる熱可塑性充填材料であるパッケージ。
【請求項１０】
半導体パッケージを組立てるための方法であって、
ある外形および複数の接触パッドを有する半導体デバイスを用意する工程、
熱可塑性プラスチック材料のベースシート並びに第１および第２面を有するテープ、前記ベースシートの第１面側および第２面側に取付け、前記テープに厚さをもたらす、高分子接着膜および異なる材料の箔、前記テープ厚さを貫通する複数の孔、前記デバイス接触パッドの位置と整合する前記孔の各々にあるリフロー金属要素を用意する工程、
前記箔を前記第１テープ面側から除去し、前記第１テープ側上に前記高分子接着膜を露出する工程、
前記テープのリフロー要素をデバイス接触パッドと接触させて配置する工程、
前記リフロー要素をリフローさせ且つ前記熱可塑性ベースシートを液化するに十分な熱エネルギーをこのデバイスおよびこのテープに供給する工程、および
前記デバイスおよびテープを周囲温度に冷却し、それによって前記テープを前記デバイスに取付ける工程を含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、更に、
前記テープ孔の中のリフロー要素の位置と整合する位置に複数の端子パッドを有する外部部品を用意する工程、
前記箔を前記第２テープ面側から除去し、前記第２テープ側上に前記高分子接着膜を露出する工程、
前記第２テープ側上の前記高分子接着膜が前記外部部品を適所に保持するように、前記テープのリフロー要素を前記外部部品の端子パッドと接触させて配置する工程、
前記リフロー要素をリフローさせ且つ前記熱可塑性ベースシートを液化するに十分な熱エネルギーを上記デバイス、前記テープおよび外部部品に供給する工程、および
前記デバイス、前記テープおよび外部部品を周囲温度に冷却し、それによって、前記デバイスを前記外部部品から離間しながら、前記テープを前記外部部品に取付ける工程を含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法に於いて、前記液化した熱可塑性ベースシートが前記加工物と前記外部部品の間のスペースを実質的に空隙なく埋める方法。
【請求項１３】
請求項１０または１１に記載の方法に於いて、前記半導体デバイスが複数の半導体チップを含む半導体ウエハであり、および前記外部部品がこのウエハのひっくり返し組立に適する基板である方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、前記組立てたウエハを個々の組立てたチップに分離し、それによって半導体デバイスをシンギュレートする工程をさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には電子システムおよび半導体デバイスの分野に関し、および、更に具体的には、ひっくり返して組立てられ、アンダーフィルしかつ積層した半導体デバイスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路（ＩＣ）チップを半田突起結合によって、プリント回路マザーボードのような、導電線のある絶縁基板上に組立てるとき、このチップは、この基板からある隙間だけ離間し、これらの半田突起がこの隙間を横切って伸びる。このＩＣチップは、典型的にシリコン、シリコンゲルマニウム、またはガリウム砒素のような半導体であり、この基板は、通常セラミックまたはＦＲ−４のような重合体ベースの材料で出来ている。従って、このチップと基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）の間に、例えば、半導体材料としてのシリコン（約２．５ｐｐｍ／℃）と基板材料としてのプラスチックＦＲ−４（約２５ｐｐｍ／℃）で、かなりの差があり、このＣＴＥの差の大きさはほぼ一桁である。このＣＴＥの差の結果として、この組立体がデバイスの使用中または信頼度試験中に温度サイクルを受けるとき、この半田相互結合に、特に継手の領域に熱機械的応力が生じる。これらの応力は、これらの継手および突起を疲労させる傾向があり、亀裂およびその結果のこの組立体の故障に帰する。どんな初期の微小亀裂も落下試験のような機械的衝撃試験中に悪化するだろう。
【０００３】
この機械的応力を分散し且つ電気的結合に影響することなくこれらの半田継手を強化するために、半導体チップと基板の間の隙間を通例高分子材料で埋め、それがこれらの突起を封じ込めおよびこの隙間のあらゆるスペースを埋める。例えば、ＩＢＭ社が開発した周知の“Ｃ−４”プロセスでは、高分子材料を使ってシリコンチップとセラミック基板の間の隙間のあらゆるスペースを埋める。
【０００４】
この封止材は、典型的には半田突起がリフロー処理を受け且つＩＣチップと基板の間の電気的接触のための金属継手を作ってから適用する。時には“アンダーフィル”と呼ぶ、粘性の高分子、熱硬化性先駆物質をこのチップに隣接して基板上に分配し、毛管力によってこの隙間に引込む。次に、この先駆物質を加熱し、重合しおよび“硬化して”この封止材を作り、この硬化処理後、この封止材は硬く、再び軟化することはない。
【０００５】
このアンダーフィル硬化処理に必要な温度サイクルがそれだけで熱機械的応力を作り出すことがあり、それがチップおよび／または半田の相互結合に有害かも知れないことは、この業界で周知である。この組立体をリフロー温度から周囲温度へ冷却するとき、追加の応力が生じる。これらの処理工程によって生じた応力は、この半田継手を層間剥離し、このチップのパッシベーションに亀裂を入れ、またはこれらの回路構造に割れ目を伝播するかも知れない。一般的に、集積回路の積層構造の亀裂に対する感度は、種々の層の厚さが減りおよび低誘電率絶縁体の機械的弱さが増すと、強烈に増加し、どんな初期の微小亀裂も落下試験のような機械的衝撃試験によって拡大するだろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
出願人は、アンダーフィルプロセスの有害な副作用なしに、このアンダーフィル材料の応力分散の利益を享受できて、デバイス信頼度を向上する結果となる、コスト効果の高い組立方法論が必要であることを認識している。もし、この方法論がデバイス修理または再加工の機会を提供するならば、それは技術的利点である。この方法論は、異なる半導体製品群に、特に堆積した半導体デバイスパッケージに、並びに広範囲な設計およびプロセス変動に適用するために十分統一性があり、低コストであり、および柔軟でなければならない。もし、生産サイクルタイムを短縮し且つ処理量を増加しながらこれらの革新を達成すれば、それはもう一つの技術的利点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一実施例は、キャリヤとして使うためのテープであって、第１および第２面を有する高分子、好ましくは熱可塑性の、材料の一つ以上のベースシートから成るテープである。高分子接着膜および異なる材料の箔がこのベースシートにこの第１および第２面側の両方で取付けてあり、それでそれらがこのテープに厚さをもたらす。複数の孔がこのテープ厚さを貫通して作ってあり、および推奨直径がこのテープ厚さとほぼ等しい、リフロー金属要素がこれらの孔の各々に配置してある。
【０００８】
この発明のもう一つの実施例は、ある外形および複数の接触パッドを備える半導体デバイス並びに複数の端子パッドを備える外部部品で作った半導体パッケージである。この部品は、このデバイスから離間し、およびこれらの端子パッドは、それぞれ、これらのデバイス接触パッドと整列している。リフロー要素がこれらの接触パッドの各々をそのそれぞれの端子パッドと相互結合する。熱可塑性プラスチック材料がこのデバイスとこの部品の間のスペースを埋め、この材料は、このデバイス、この部品およびこのリフロー要素に付着する。更に、この材料は、このデバイスの外形と実質的に一致する外形を有し、およびこのスペースを実質的に空隙なく埋める。
【０００９】
このデバイスが半導体チップであるとき、この外部部品は、このチップの裏返し組立に適する基板である。このデバイスが組立てた半導体チップを容器に封入する半導体パッケージ、またはパッケージのスタックであるとき、この外部部品は、このパッケージのひっくり返し取付けに適する基板である。この充填材料の性質が熱可塑性であるために、このリフロー要素をリフローさせるための温度範囲に達したとき、完成したデバイスを再加工できる。
【００１０】
この発明のもう一つの実施例は、半導体パッケージを組立てるための方法であって、そこではある外形および複数の接触パッドを有する半導体デバイスを用意し、更に上に説明したようなテープを用意し、これらの孔、従ってこれらの孔の中のリフロー要素の位置がこれらの接触パッドの位置と整合する。この箔をこの第１テープ面側から除去し、それによってこの第１テープ側上の高分子接着膜を露出する。次にこの第１テープ側上の第１高分子接着膜がこのデバイスを適所に保持する間に、このテープのリフロー要素をこのデバイス接触パッドと接触させて配置する。このデバイスおよびこのテープにこれらのリフロー要素をリフローさせ且つこの熱可塑性ベースシートを液化するに十分な熱エネルギーを供給する。周囲温度への冷却後、このテープが実質的に空隙を残すことなくこのデバイスに付着する。
【００１１】
この方法の処理工程を、これらのテープ孔の中のリフロー要素の位置と整合する位置に複数の端子パッドを有する外部部品を用意することによって続けてもよい。この箔を第２テープ面側から除去し、それによってこの第２テープ側上に高分子接着膜を露出する。次にこの第２テープ側上の高分子接着膜がこの外部部品を適所に保持する間に、このテープのリフロー要素をこの外部部品の端子パッドと接触させて配置する。このデバイス、このテープおよびこの外部部品に、これらのリフロー要素をリフローさせ且つこの熱可塑性ベースシートを液化するに十分な熱エネルギーを供給する。周囲温度への冷却後、このテープは、この加工物をこの外部部品から離間し且つこのスペースを実質的に空隙を残すことなく埋めながら、この外部部品に付着する。
【００１２】
このデバイスが半導体チップであるとき、この外部部品は、このチップの裏返し組立に適する基板である。このデバイスが複数の半導体チップを含む半導体ウエハであるとき、この外部部品は、このウエハのひっくり返し組立に適する基板である。このデバイスが組立てた半導体チップを容器に封入する半導体パッケージ、またはパッケージのスタックであるとき、この外部部品は、このパッケージまたはスタックのひっくり返し取付けに適する基板である。
【００１３】
この発明の実施例は、フリップチップ組立体、ＢＧＡパッケージ、チップスケールおよびチップサイズ・パッケージ、パッケージ・オン・パッケージ並びに基板およびその他の外部部品へのリフロー取付けを意図する別のデバイスに関連する。この発明が、半導体部品と基板の間の間隔、これらの部品感の接着力、およびこの組立プロセスに必要な温度範囲の選択のような本質的組立パラメータを同時に制御しながら、デバイスの半導体部品と熱膨張係数が異なる基板との間の熱機械的応力を減らすための方法論を提供することは技術的利点である。追加の技術的利点は、熱可塑性プラスチックテープで作ったデバイスが再加工可能であるという事実から派生する。更に、裏返し組立後の従来のアンダーフィル処理がなくなるので、このプロセスの流れが単純化される。
【実施例】
【００１４】
この発明の一実施例を図１Ａの概略断面図に、特に半導体デバイス組立でキャリヤとして使うための、全体を１００で指す、テープとして描く。このテープ１００は、好ましくは約２５ないし４５０μｍの厚さ範囲内の熱可塑性プラスチック材料の、高分子材料のベースシート１０１からなり、あるデバイスに対して、この厚さは約８００μｍに達するかも知れない。推奨する熱可塑性ベースシート材料には、アクリル樹脂またはシリコン樹脂を伴う長鎖ポリイミド、アクリル樹脂を伴う長鎖ポリエチレン、およびアクリル樹脂を伴う長鎖ポリプロピレンがある。このベースシート材料は、このテープに埋込んだリフロー要素がリフローするために必要なのと同じ温度範囲で軟化し且つ低粘度または液相に入るように選ぶのが好ましい（以下参照）。この温度範囲には、例えば、このデバイスを組立てるために選んだ半田の溶融温度がある。このベースシートを熱可塑性プラスチック材料から選ぶと、この熱可塑性プラスチック材料を液化しおよび固化する工程を難なく多数回繰返せるかも知れないので、技術的利点である。この熱膨張係数を約８と１２０ｐｐｍの間、および弾性率を約１００と１００００ＭＰａの間に選ぶのが好ましい。
【００１５】
ベースシート１０１は、第１面１０１ａおよび第２面１０１ｂを有する。この第１面１０１ａに取付けてあるのは、第１高分子接着膜１０２で、それに異なる材料の第１箔１０３が続く。同様に、第２面１０１ｂに取付けてあるのは、第２高分子接着膜１０４で、それに異なる材料の第２箔１０５が続く。これらの接着膜１０２および１０４は、接着性があるだけでなく、容易に剥離もできる、エポキシ、ポリイミド、またはシリコンのような高分子材料を含むのが好ましく、この接着膜の推奨する厚さ範囲は約２５ないし１００μｍである。これらの箔１０３および１０５は、ＰＶＣおよびＰＥＴのような不活性材料を含み、推奨する厚さ範囲は約２５ないし５０μｍである。箔１０３および１０５は、時には“セパレータ”と呼ばれる。テープ１００のような積層テープは、市販され、例えば、日本のリンテック社によってカスタム仕様に作ることもできる。
【００１６】
ベースシート１０１、高分子接着膜１０２および１０４、並びに箔１０３および１０５の組合わせは、テープ１００に厚さ１１０をもたらす。厚さ１１０は、半田ボールのようなリフロー要素のためのスペースを提供するためにテープ１００の複数の孔が貫通する（図３参照）。
【００１７】
図１Ｂは、図１Ａのテープの変形を示す。中心ベースシートは、二つの膜１２１および１２２からなり、それらは全面積に亘って互いに接着してある。両膜は、高分子材料、好ましくは熱可塑性シリコン材料製で、やはりアクリル樹脂またはシリコン樹脂を伴う長鎖ポリイミド、アクリル樹脂を伴う長鎖ポリエチレン、およびアクリル樹脂を伴う長鎖ポリプロピレンを含む。１膜だけに比べた２膜の利点は、このテープを貫通する孔に挿入した半田ボールへの粘着性の改善である（図３参照）。膜１２１および１２２は、厚さが同じでも異なってもよく、個々のベース膜厚さは、典型的に約２０ないし１００μｍの範囲内にあるが、同時に、この対のベースシート厚さ１２０は４５０μｍ以上に達するかも知れない。
【００１８】
テープ厚さ１１０または１２０は、これらのテープ孔に挿入すべき半田ボールのサイズによって決り、次に、このボールサイズは、意図するボールピッチによって決る。例えば、０．８ｍｍのボールピッチは、３５０ないし４００μｍのボール直径を使い、０．５ｍｍのボールピッチは、２５０ないし３００μｍのボール直径を使う。製品が異なるボールサイズを要するとき、このテープ厚さも変える必要がある。
【００１９】
テープ１００をシートとして具体化するとき、複数の孔をテープ１００に作ってもよい。これらの孔の位置は、何れかの所定のパターンに選択することができる。図２は、一つの特定の孔を更に詳しく示す。この孔は、テープの片側で幾らか大きい直径２０１をおよびテープの反対側で小さい直径２０２を有し、先細りの輪郭になる。これらの直径は、半田ボールまたは円筒がこの孔に確実に嵌れるように選択する。これらの先細りの壁は、小径開口部で角度２０３を形成する。推奨する角度２０３は、約７０°と８０°の間である。
【００２０】
孔明け工程に使える手法には、レーザ、機械的ドリルおよび機械的打抜きがある。経験からレーザ法がドリルまたは打抜き法に優ることが判っている。推奨するレーザ法は、エキシマレーザで、それはエキシマレーザが深さ１１０並びに直径２０１および２０２を形成するために±５μｍの精度を有するからである。この孔は円くてもよくまたは何か他の所定の外形を有してもよく、この孔の直径は、全ての孔に対して同じでも、違ってもよい。
【００２１】
図３は、深さ１１０の孔の中の一つのリフロー金属要素３０１を示す。リフロー要素３０１は、孔直径２０２より大きいが、孔直径２０１より僅かに小さい直径３０２を有するのが好ましい。この様に、リフロー要素３０１は、この孔の中の適所にしっかりと保持され、押しのけられまたは抜落ちることがない。
【００２２】
テープ１００の技術的に優れた特徴を強調するために、図４ないし７は、ある外形および複数の接触パッドを有する、半導体デバイスを使う組立およびデバイス製造の種々の処理工程を描写する。半導体産業の実施例では、このデバイスが複数の半導体チップを含む半導体ウエハか、または個々の半導体チップ、または基板上に組立てた半導体チップを容器に封入する、半導体パッケージ、または半導体パッケージのスタックである。このテープは、複数の孔およびこのデバイスの接触パッドの位置と整合する位置に挿入したリフロー要素を備える。
【００２３】
このプロセスの流れは、図４から始り、そこでは先細りの孔の狭い開口２０２を囲むセパレータ１０５が除去してある。高分子接着膜１０４が今は露出している。リフロー要素３０１は、高分子ベース膜１０１と接触しているので、適所にしっかりと留まる。多くの用途に対して、要素３０１および孔のサイズは、このプロセスの流れのこの段階で要素３０１がこの孔から僅かに突出しているように選択してある。
【００２４】
次に、半導体デバイスを用意する。特定のデバイスの例として、上方に向いた複数の半導体チップを備える半導体ウエハを挙げる。各チップは、上方に向いた、複数の接触パッドを有する。このテープをこのウエハの上に置き、テープ孔の中の複数のリフロー要素の位置がこのウエハ上の半導体チップの接触パッドの位置と整合するようにする。このテープを下げてこのテープの各リフロー要素をこのウエハのそれと対応する接触パッドと接触させる。高分子接着膜１０４もこのデバイスと接触し、このテープとデバイスを安定化するのを助けるのが好ましい。
【００２５】
特定のデバイスのもう一つの例として、基板上に実装し（例えば、アタッチメントおよびワイヤボンディングによって）且つ成形コンパウンドによって封入した複数の半導体チップを含む、成形した実体を宛がう。この基板は、上方に向いた、各実装チップ用の複数の接触パッドを有する。このテープをこの成形した実体の上に置き、テープ孔の中の複数のリフロー要素の位置がこの成形した実体の基板の接触パッドの位置と整合するようにする。高分子接着膜１０４もこの成形した実体と接触し、このテープと実体を安定化するのを助けるのが好ましい。
【００２６】
図５の概略断面図は、この製造プロセスの次の工程を示す。テープ５１０の各リフロー要素５０３をデバイス５０１のそれぞれの接触パッド５０２と接触させる（デバイス５０１が半導体チップ、半導体パッケージ、またはパッケージの堆積でもよいことは先に述べてある）。この工程は、デバイス５０１を然るべき位置に保持する高分子接着膜１０４によって容易にしてもよい。次にリフロー要素５０３をリフローさせるに十分な熱エネルギーをデバイス５０１およびテープ５１０に供給し、熱可塑性ベースシート５０４（図１Ａ、２、３および４ではリフロー前を１０１で指す）を液化し、それによってテープ５１０をデバイス５０１に取付ける。
【００２７】
図５に、この加熱サイクルの影響を二つの結果によって概略的に示す、リフロー要素５０３（例えば、半田ボール）がパッド６０５の全長に亘って継手５０６を形成していて、一方このリフロー要素の残りの表面が表面張力によってほぼ球形の形状に引込まれている。軟化した熱可塑性プラスチック材料５０４が継手５０６およびリフローした金属くびれ５０８の周りの空いているスペース５０７を埋めている。適切な加熱温度および時間を選ぶことによって、周囲の熱可塑性プラスチック材料が実質的に空隙を残すことなくスペース５０７を埋める。
【００２８】
デバイスが個々のチップまたは個々のパッケージである、これらの実施例を周囲温度に冷却したとき、この熱可塑性プラスチック材料は、この加工物の外形と実質的に整列する外形を形成している。ここで定義するように、“整列”とは、この加工物の外形を継続する、直線を含むだけでなく、小さい凹凸輪郭も含む。しかし、“整列”は、典型的に従来技術で熱硬化性アンダーフィル材料を分配することによって形成される、周知のメニスカスを除外する。従来の製造プロセスでは、この低粘性熱硬化性材料を表面張力によって追立ててデバイス輪郭の外側に突出させ、周知のメニスカスを形成する。
【００２９】
次の処理工程では、先細り孔の広い開口２０１を囲むセパレータ１０３を除去して、第１高分子接着膜１０２を露出する。この結果を図６に示す。
【００３０】
デバイス５０１が個々の半導体チップでなく、複数の半導体チップを含む半導体ウエハ全体であるときは、図６に示す段階後の次の処理工程として、このテープに組付けた、ウエハを個々の組立てたデバイスに分離することが好ましい。推奨する分離方法は、鋸引である。
【００３１】
同様に、デバイス５０１が個々の半導体パッケージでなく、複数の組立且つ容器に封入した半導体チップを含む成形した実体の全体であるとき、図６に示す段階後の次の処理工程は、このテープに組付けた実体を個々の組立てたパッケージへ分離することであるのが好ましい。推奨する分離方法は、鋸引である。
【００３２】
次の処理工程のために、外部部品を用意し、それは、リフロー要素の位置と整合する位置に複数の端子パッドを有する。例として、この外部部品は、先にこのテープに取付けてある、半導体チップの裏返し組立に適する基板でもよい。もう一つの例として、この外部部品は、先にこのテープに取付けてある、半導体パッケージの裏返し組立に適する回路基板でもよい。
【００３３】
図７で、この外部部品を７０１で指し、および複数の端子パッドの一つを７０２で指す。このテープの取付けた残りと共に接触パッド５０２を備えるデバイス５０１とこのリフロー要素がユニット７１０を形成する。ユニット７１０は、図６の向きに関してひっくり返してあることに注意。更に、ユニット７１０の側面輪郭が実質的に直線輪郭７１１として示してあり、この直線輪郭が上に説明したシンギュレーション（分離）工程か、または熱可塑性ベースシートを有するテープを使う組立の結果であることに注意。
【００３４】
デバイス接触パッド５０２に半田付けしてある、このテープのリフロー要素５０３をこの外部部品の端子パッド７０２と接触するように置く。その上、第１高分子接着膜１０２がこの外部部品７０１を適所に保持してもよい。次にリフロー要素５０３をリフローさせるに十分な熱エネルギーをデバイス５０１、テープ７２０、および外部部品７０１に供給し、テープ７２０の熱可塑性ベースシート５０４を液化する。図７に、この加熱サイクルの影響を二つの結果によって概略的に示す。リフロー要素５０３が端子パッド７０２の全長に亘って継手７０６を形成していて、および、軟化した熱可塑性プラスチック材料５０４が継手７０６およびリフローした金属くびれ７０８の周りの空いているスペース７０７を埋めている。適切な加熱温度および時間を選ぶことによって、周囲の熱可塑性プラスチック材料が実質的に空隙を残すことなくスペース７０７を埋める。更に、周囲温度への冷却後に、この熱可塑性プラスチック材料５０４は、このデバイスの外形７１１と実質的に一致する、その外形７１１をほぼ維持している。
【００３５】
この組立プロセスの結果として、テープ７２０および加工物５０１が外部部品７０１に取付けられ、一方このデバイス５０１は、外部部品７０１から離間している。熱可塑性“アンダーフィル”材料を適所に置いて、その熱収縮が従来の熱硬化性アンダーフィルに比べて微々たるものであるために、リフロー相互結合および半田継手で熱機械的応力を緩和する。この仕上げ製品全体を図７で７００によって指す。
【００３６】
上に説明した組立処理工程のために、高分子接着膜１０２および１０４用の材料は、ほぼ周囲温度から約３００℃以上までの温度範囲で粘着性があるままであり、特別な硬化処理を要せず、および分解温度が約３００℃以上であるように選択するのが好ましい。
【００３７】
材料選択およびプロセス流れの上記説明から、金属リフローおよび半田付け作用のためにフラックスが必要なく、並びに温度サイクル中に金属リフローボールに作用するあらゆるプロセス関連応力が、この熱可塑性重合体が絶えず存在するために最小になることが明白である。更に、この熱可塑性プラスチック材料があらゆる空いているスペースを実質的に空隙なく埋める。経験は更に、熱可塑性プラスチック材料の選択およびそれがこの製造プロセス中に絶えず存在することがこれらの半導体製品に、温度サイクル、感湿性、および落下試験のテストは勿論、使用条件下で、先行技術の製造技術を使って製作した製品の３ないし１０倍の信頼度性能の特性を与えることを示している。
【００３８】
図８の概略図は、ある実施例で、半導体製品全体を８００で指し、このデバイスは半導体パッケージのスタックである。第１パッケージ８０１は、取付けたチップと反対側の面に端子パッドを備える、広い基板８０２を有する。これらの端子パッドは、テープ８１０によって、広い基板８２１を有する、第２パッケージ８２０に取付けてある。基板８２１は、二組の複数の接触パッドを有し、このチップ取付け面上に位置する複数は、パッケージ８０１への結合に役立ち、反対の基板返上に位置する他の複数は外部部品８４０への取付けに役立つ。これら二つのパッケージのスタックの外部部品８４０への取付けは、テープ８３０によって達成する。例として、外部部品８４０は、回路配線基板でもよい。
【００３９】
このリフロー処理工程で、半田継手形成と実質的に空隙のないアンダーフィルは同時に行う。テープ８１０および８３０は、それぞれ、外形８１１および８３１を有し、それらは実質的に直線でこれらのパッケージ基板の外形と一致していることに注意。このほぼ直線の外形は、このテープベース材料の熱可塑性の結果である（成形した実体からシンギュレートしたパッケージに対し、それは、このパッケージ分離処理によってもできるかも知れない）。
【００４０】
パッケージのスタックは、一般的に、熱膨張係数が大きく異なる部品（シリコン、金属、重合体等）が分散してるために熱機械的応力に敏感であると知られている。従って、熱可塑性アンダーフィル材料に基づいて、従来技術の熱硬化性材料より遙かに小さい熱収縮を持つことによって熱機械的応力を著しく減らす、スタック構造および製造方法を提供することがこの発明の特別な技術的利点である。この利点があるので、当業者がこの発明の概念および方法に基づいて、落下試験のような信頼度試験で傑出した性能を有する、図８に描くような複合デバイスを構成することは容易である。
【００４１】
この発明を図示する実施例に関して説明したが、この説明は限定的意味で解釈されることを意図しない。この説明を参照すれば、この発明の他の実施例は勿論、これらの実施例の種々の修正および組合わせが当業者には明白だろう。一例として、かなり高いまたは低いリフロー温度の相互結合要素を有する組立体に対して、適当なベースシートの熱可塑性プラスチックおよび接着剤を、これらの材料の高分子鎖を修正することによって、配合することができる。もう一つの例として、低熱膨張係数のアンダーフィル材料を、この高分子ベース材料に不活性（無機）充填剤を加えることによって、配合することができる。従って、請求する発明がその様な修正および実施例を全て包含することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】本発明の実施例による種々の絶縁および接着剤層の構造を図解するために半導体組立に使用するテープの断面を概略的に示す。
【図１Ｂ】本発明の別の実施例による種々の絶縁および接着剤層の構造を図解するために半導体組立に使用するテープの断面を概略的に示す。
【図２】テープ厚さを貫通するように作った、先細り壁の孔を有する図１Ａのテープの断面を概略的に示す。
【図３】このテープ孔に配置したリフロー金属の要素を有する図２のテープの断面図である。
【図４】このテープ構造の最外層を除去した後の図３のテープの概略断面を示す。
【図５】加工物上に組付けたテープの部分を示す概略断面図である。
【図６】取付けたリフロー要素を露出するためにセパレータ層を除去した後の図５のテープ部分を示す概略断面図である。
【図７】外部部品上に組付けた、リフロー要素を備える、シンギュレートしたテープおよび基板ユニットを示す概略断面図である。
【図８】本発明の組立テープを使って外部基板上にひっくり返して取付けられた半導体パッケージのスタックの概略断面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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