(57)【要約】電気伝導体、及びその電気伝導体の上に形成された電気伝導性コンプライアントバンプを有する装置が開示されている。コンプライアントバンプは、電気伝導体はんだ付け可能なキャッピング層、及び前記はんだ付け可能なキャッピング層と前記電気伝導体との間に配置された電気伝導性コンプライアント体を有する。このコンプライアント体は、はんだ付け可能なキャッピング層を電気伝導体へ電気的に結合している。電気伝導体は、例えば、装置の出入力（Ｉ／Ｏ）パッドでもよく、コンプライアントバンプは装置の電気端子を形成していてもよい。コンプライアント体は、はんだ付け可能なキャッピング層と電気伝導体との間の機械的に可撓性の電気伝導性経路を形成する。コンプライアントバンプは、はんだ付け可能なキャッピング層と電気伝導体との間に加えられた力を受けた時、弾力的に変形し、コンプライアントバンプが、装置と外部素子との間の信頼性の高い結合を形成できるようにしている。コンプライアントバンプの幾つかの態様及びコンプライアントバンプを形成する方法が与えられている。
2005503014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気伝導体、及び
前記電気伝導体の上に形成された電気伝導性コンプライアントバンプ
を具えた装置において、
前記コンプライアントバンプが、
鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、ガリウム、銅、銀、白金、パラジウム、及びニッケルからなる群から選択された少なくとも一種類の金属からなる電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層、及び
前記はんだ付け可能なキャッピング層と前記電気伝導体との間に配置された電気伝導性コンプライアント体で、前記はんだ付け可能なキャッピング層を前記電気伝導体に電気的に結合している電気伝導性コンプライアント体、
を具えた装置。
【請求項２】
コンプライアント体が、はんだ付け可能なキャッピング層と電気伝導体との間の可撓性電気伝導性経路を形成している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
コンプライアントバンプが、はんだ付け可能なキャッピング層と電気伝導体との間に加えられた力を受けた時、最初の形から変化した形へ変化し、前記コンプライアントバンプの形が、前記力を除いた時、その最初の形へ実質的に戻る、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
コンプライアント体が重合体系材料からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
重合体系材料が、エポキシ、シリコーン、ポリイミド、アクリレート重合体、及びアクリレート共重合体からなる群から選択されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
コンプライアント体が、銀、金、及びパラジウムからなる群から選択された少なくとも一種類の充填材料を更に含有し、前記少なくとも一種類の充填材料が、前記コンプライアント体の電気伝導度を増大するために用いられている、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
コンプライアント体が、約０．００１Ωｃｍに等しいか又はそれより小さな体積抵抗率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
コンプライアント体が、約０．０００１Ωｃｍに等しいか又はそれより小さな体積抵抗率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
コンプライアント体が、約８，０００ＭＰａに等しいか又はそれより小さいヤング率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
コンプライアント体が、約１，０００ＭＰａに等しいか又はそれより小さいヤング率を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
はんだ付け可能なキャッピング層が、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、及びガリウムからなる群から選択された少なくとも二種類の金属を含有する合金からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
装置に電力又は電気信号を伝えるか、又は装置からそれらを伝達するために電気伝導体を用い、コンプライアントバンプが前記装置の電気端子を形成している、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
電気伝導体が、装置の出入力（Ｉ／Ｏ）パッドである、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
コンプライアント体が、はんだ付け可能なキャッピング層及び電気伝導体に直接接触している、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
基体；
前記基体の表面上に配列した複数の出入力（Ｉ／Ｏ）パッド；及び
複数の電気伝導性コンプライアントバンプで、その各々がＩ／Ｏパッドの異なったものの上に形成されており、
鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、ガリウム、銅、銀、白金、パラジウム、及びニッケルからなる群から選択された少なくとも一種類の金属からなる電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層、及び
前記はんだ付け可能なキャッピング層と、対応する一つのＩ／Ｏパッドとの間に配置された電気伝導性コンプライアント体で、前記はんだ付け可能なキャッピング層を前記Ｉ／Ｏパッドの対応する一つに電気的に結合している、電気伝導性コンプライアント体、
を有する、電気伝導性コンプライアントバンプ；
を具えた装置。
【請求項１６】
コンプライアント体が、はんだ付け可能なキャッピング層と、前記コンプライアントバンプが上に形成されているＩ／Ｏパッドとの間に可撓性電気伝導性経路を形成している、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
コンプライアントバンプの各々の形が、はんだ付け可能なキャッピング層と基体との間に加えられた力を前記コンプライアントバンプが受けた時、最初の形から変化した形へ変化し、前記力を除いた時、前記コンプライアントバンプの各々の形が、その最初の形へ実質的に戻る、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
コンプライアント体が重合体系材料からなる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
重合体系材料が、エポキシ、シリコーン、ポリイミド、アクリレート重合体、及びアクリレート共重合体からなる群から選択されている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
コンプライアント体が、銀、金、及びパラジウムからなる群から選択された少なくとも一種類の充填材料を更に含有し、前記少なくとも一種類の充填材料が、前記コンプライアント体の電気伝導度を増大するために用いられている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
コンプライアント体が、約０．００１Ωｃｍに等しいか又はそれより小さな体積抵抗率を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
コンプライアント体が、約０．０００１Ωｃｍに等しいか又はそれより小さな体積抵抗率を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】
コンプライアント体が、約８，０００ＭＰａに等しいか又はそれより小さいヤング率を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２４】
コンプライアント体が、約１，０００ＭＰａに等しいか又はそれより小さいヤング率を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２５】
はんだ付け可能なキャッピング層が、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、及びガリウムからなる群から選択された少なくとも二種類の金属を含有する合金からなる、請求項１５に記載の装置。
【請求項２６】
装置のＩ／Ｏパッドが、装置の電力及び信号線の末端部であり、コンプライアントバンプが、装置の電気端子を形成している、請求項１５に記載の装置。
【請求項２７】
装置が集積回路ダイであり、基体が半導体基体である、請求項１５に記載の装置。
【請求項２８】
装置がプリント回路基板であり、基体がプラスチック材料からなる、請求項１５に記載の装置。
【請求項２９】
装置が配線装置であり、基体がセラミック材料からなる、請求項１５に記載の装置。
【請求項３０】
はんだ付け可能なキャッピング層が、はんだ濡れ性である、請求項１５に記載の装置。
【請求項３１】
コンプライアント体が、はんだ付け可能なキャッピング層と、対応する一つのＩ／Ｏパッドと直接接触している、請求項１５に記載の装置。
【請求項３２】
電気伝導体の上側表面上にコンプライアント電気端子を形成する方法において、
前記電気伝導体の上側表面上に電気伝導性コンプライアント体を形成し、それにより前記コンプライアント体を前記電気伝導体に電気的に結合し、そして
前記コンプライアント体の上に電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を形成し、それにより前記はんだ付け可能なキャッピング層が前記コンプライアント体に電気的に結合し、然も、前記はんだ付け可能なキャッピング層が、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、ガリウム、銅、銀、白金、パラジウム、及びニッケルからなる群から選択された少なくとも一種類の金属からなる、
ことを包含する、コンプライアント電気端子形成方法。
【請求項３３】
電気伝導性コンプライアント体の形成が、
電気伝導体の上側表面上に電気伝導性コンプライアント体を形成し、それにより前記コンプライアント体の下側表面を前記電気伝導体の上側表面に直接接触させ、それにより前記コンプライアント体を前記電気伝導体に電気的に結合する、ことを包含する、請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
電気伝導性コンプライアント体の形成が、
電気伝導体の上側表面上に電気伝導性コンプライアント体を形成し、それにより前記コンプライアント体を前記電気伝導体に電気的に結合し、然も、前記コンプライアント体の外側境界が前記電気伝導体の外側境界を越えて伸びている、
ことを包含する、請求項に３１記載の方法。
【請求項３５】
電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層の形成が、
コンプライアント体の上に電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を形成し、それにより前記はんだ付け可能なキャッピング層の下側表面を前記コンプライアント体の上側表面に直接接触させ、それにより前記はんだ付け可能なキャッピング層を前記コンプライアント体に電気的に結合し、然も、前記はんだ付け可能なキャッピング層が、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、ガリウム、銅、銀、白金、パラジウム、及びニッケルからなる群から選択された少なくとも一種類の金属からなる、
ことを包含する、請求項に３１記載の方法。
【請求項３６】
電気伝導体の上側表面上にコンプライアント電気端子を形成する方法において、
前記電気伝導体の上側表面上に電気伝導性金属被覆を形成し、それにより前記伝導性金属を前記電気伝導体に電気的に結合し、然も、前記伝導性金属の外側境界が前記電気伝導体の外側境界を越えて伸びており、前記伝導性金属被覆が接着層又は障壁層としての機能を果たし、
前記伝導性金属被覆の上に電気伝導性コンプライアント体を形成し、それにより前記コンプライアント体を前記伝導性金属被覆に電気的に結合し、そして
前記コンプライアント体の上に電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を形成し、それにより前記はんだ付け可能なキャッピング層を前記コンプライアント体に電気的に結合する、
ことを包含する、コンプライアント電気端子形成方法。
【請求項３７】
電気伝導性金属被覆の形成が、
前記電気伝導体の上側表面上に電気伝導性金属被覆を形成し、それにより前記伝導性金属を前記電気伝導体に電気的に結合し、然も、前記伝導性金属被覆の外側境界が前記電気伝導体の外側境界を越えて伸びており、前記伝導性金属被覆が接着層又は障壁層としての機能を果たし、前記伝導性金属被覆が、クロム、銅、金、銀、チタン、及びタングステンからなる群から選択された金属の少なくとも一つの層からなる、
ことを包含する、請求項に３６記載の方法。
【請求項３８】
電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層の形成が、
コンプライアント体の上に電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を形成し、それにより前記はんだ付け可能なキャッピング層を前記コンプライアント体に電気的に結合し、然も、前記はんだ付け可能なキャッピング層が、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、ガリウム、銅、銀、白金、パラジウム、及びニッケルからなる群から選択された少なくとも一種類の金属からなる、
ことを包含する、請求項に３６記載の方法。
【請求項３９】
電気伝導体の上側表面上にコンプライアント電気端子を形成する方法において、
前記電気伝導体の上側表面上に電気伝導性コンプライアント体を形成し、それにより前記コンプライアント体を前記電気伝導体に電気的に結合し、
前記コンプライアント体の上に電気伝導性金属被覆を形成し、それにより前記伝導性金属被覆を前記コンプライアント体に電気的に結合し、然も、前記伝導性金属被覆の外側境界が前記コンプライアント体の外側境界を越えて伸びており、前記伝導性金属被覆が接着層又は障壁層としての機能を果たし、そして
前記伝導性金属被覆の上に電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を形成し、それにより前記はんだ付け可能なキャッピング層を、前記伝導性金属被覆に電気的に結合する、
ことを包含する、コンプライアント電気端子形成方法。
【請求項４０】
電気伝導性金属被覆の形成が、
コンプライアント体の上に電気伝導性金属被覆を形成し、それにより前記伝導性金属を前記コンプライアント体に電気的に結合し、然も、前記伝導性金属被覆の外側境界が前記コンプライアント体の外側境界を越えて伸びており、前記伝導性金属被覆が接着層又は障壁層としての機能を果たし、前記伝導性金属被覆が、クロム、銅、金、銀、チタン、及びタングステンからなる群から選択された金属の少なくとも一つの層からなる、
ことを包含する、請求項に３９記載の方法。
【請求項４１】
電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層の形成が、前記伝導性金属被覆の上に電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を形成し、前記はんだ付け可能なキャッピング層を前記伝導性金属被覆に電気的に結合し、前記はんだ付け可能な層が、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、ガリウム、銅、銀、白金、パラジウム、及びニッケルからなる群から選択された少なくとも一種類の金属からなることを包含する、請求項に３９記載の方法。
【請求項４２】
電気伝導体の上側表面上にコンプライアント電気端子を形成する方法において、
前記電気伝導体の上側表面上に第一電気伝導性金属被覆を形成し、それにより前記伝導性金属を前記電気伝導体に電気的に結合し、然も、前記伝導性金属被覆の外側境界が前記電気伝導体の外側境界を越えて伸びており、前記伝導性金属被覆が接着層又は障壁層としての機能を果たし、
前記電気伝導体の上側表面上に電気伝導性コンプライアント体を形成し、それにより前記コンプライアント体を前記伝導体に電気的に結合し、
前記コンプライアント体の上に第二電気伝導性金属被覆を形成し、それにより前記伝導性金属被覆を前記コンプライアント体に電気的に結合し、然も、前記伝導性金属被覆の外側境界が前記コンプライアント体の外側境界を越えて伸びており、前記伝導性金属被覆が接着層又は障壁層としての機能を果たし、そして
前記第二伝導性金属被覆の上に電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を形成し、それにより前記はんだ付け可能なキャッピング層を、前記第二伝導性金属被覆に電気的に結合する、
ことを包含する、コンプライアント電気端子形成方法。
【請求項４３】
第一電気伝導性金属被覆の形成が、
電気伝導体の上側表面の上に第一電気伝導性金属被覆を形成し、それにより前記伝導性金属を前記電気伝導体に電気的に結合し、然も、前記伝導性金属被覆の外側境界が前記電気伝導体の外側境界を越えて伸びており、前記伝導性金属被覆が接着層又は障壁層としての機能を果たし、前記伝導性金属被覆が、クロム、銅、金、銀、チタン、及びタングステンからなる群から選択された金属の少なくとも一つの層からなる、
ことを包含する、請求項に４２記載の方法。
【請求項４４】
第二電気伝導性金属被覆の形成が、
コンプライアント体の上に第二電気伝導性金属被覆を形成し、それにより前記伝導性金属を前記コンプライアント体に電気的に結合し、然も、前記伝導性金属被覆の外側境界が前記コンプライアント体の外側境界を越えて伸びており、前記伝導性金属被覆が接着剤層又は障壁層としての機能を果たし、前記伝導性金属被覆が、クロム、銅、金、銀、チタン、及びタングステンからなる群から選択された金属の少なくとも一つの層からなる、
ことを包含する、請求項に４２記載の方法。
【請求項４５】
電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層の形成が、
第二伝導性金属被覆の上に電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を形成し、それにより前記はんだ付け可能なキャッピング層を前記第二伝導性金属被覆に電気的に結合し、然も、前記はんだ付け可能なキャッピング層が、鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、ガリウム、銅、銀、白金、パラジウム、及びニッケルからなる群から選択された少なくとも一種類の金属からなる、
ことを包含する、請求項に４２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に端子を有する電気装置、特に電気接続部を形成するための領域配列端子(area array terminals)を有する電気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の製造中、珪素基体の上に形成され、最終的には外部デバイスに接続しなければならない信号回線は、入出力（Ｉ／Ｏ）パッドと呼ばれている平坦な金属接点領域の所で終わっている。製造後、集積回路（即ち、チップ）は、保護半導体デバイスパッケージ内に固定されるのが典型的である。次にその集積回路の各Ｉ／Ｏパッドは、デバイスパッケージの一つ以上の電気端子に接続される。
【０００３】
デバイスパッケージの電気端子は、典型的には、パッケージの周辺か、又はパッケージの下側表面を横切る二次元的配列として配列されている。集積回路のＩ／Ｏパッドをデバイスパッケージの端子に接続するためには、金属伝導体を用いるのが典型的である。金属伝導体は、例えば、デバイスパッケージの基体の上及び／又は内部に形成された微細な金属結合ワイヤ、「トレース(trace)」（即ち、信号回線）、テープ自動化結合又はＴＡＢテープ、又は鉛フレームのような可撓性キャリヤーフイルム又は積層体の上及び／又は内部に形成されたトレースでもよい。周辺端子デバイスパッケージは、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）中の孔中に挿入するための「ピン」と呼ばれる端子、又はＰＣＢ露出表面上の平らな金属接点領域に取付けるための「リード」と呼ばれる端子を持っていてもよい。領域配列端子デバイスパッケージは、ＰＣＢの露出表面上の平らな金属パッドに取付けるためのはんだ「球」又は「バンプ(bump)」を有するのが典型的である。
【０００４】
領域配列端子パッケージは、デバイスパッケージの下側表面を横切って二次元的配列で配列された端子を有する。その結果、数百の端子を有する領域配列端子パッケージの物理的大きさは、それらの周辺末端対応物よりも遥かに小さい。そのように小さなパッケージは、ラップトップ及び手の平に乗る程の小型コンピューター及び携帯電話のような手で持つ通信デバイスのような持ち運び可能なデバイス用途で極めて望ましい。更に、集積回路Ｉ／Ｏパッドからデバイスパッケージ端子までの信号回線の長さは、一層短くなり、従って、グリッド配列デバイスパッケージの高周波電気性能は対応する周辺端子デバイスパッケージのものよりも良いのが典型的である。
【０００５】
制御つぶしチップ結合(contrlled collapse chip connection)（Ｃ４）は、集積回路を直接基体（例えば、ガラス繊維・エポキシプリント回路基板材料又はセラミック基体）へ取付けるよく知られた方法である。Ｃ４取付け法は、一般に「フリップチップ」取付け法として言及されている。Ｃ４取付けのための準備として、集積回路のＩ／Ｏパッドは、典型的には集積回路の下側表面上に二次元的配列状に配列し、対応する結合パッドの組を、基体の上側表面上に形成する。集積回路のＩ／Ｏパッドの各々の上には、はんだ「バンプ(bump)」を形成する。例えば、はんだ合金の構成金属の幾つかの層を、集積回路のＩ／Ｏパッドの上に堆積する。それら金属層を堆積した後、集積回路を加熱して金属層を溶融する。溶融金属は一緒に混合してはんだ合金を形成し、はんだ合金の表面張力により集積回路のＩ／Ｏパッドの上に溶融はんだ合金の半球状はんだ「バンプ」を形成する。はんだペーストは、基体の結合パッドの各々の上に付着させるのが典型的である。
【０００６】
集積回路の基体へのＣ４取付け中、集積回路のＩ／Ｏパッド上のはんだバンプを、基体の対応する結合パッド上のはんだペーストと物理的に接触させて配置する。基体と集積回路を、次にはんだが溶融又は「再流動」するのに充分な時間加熱する。はんだが冷却した時、集積回路のＩ／Ｏパッドは、基体結合パッドに電気的及び機械的に結合される。
【０００７】
領域配列端子デバイスパッケージの汎用型は、「フリップチップ」ボールグリッド(ball grid array)配列（ＢＧＡ）デバイスパッケージである。典型的な「フリップチップ」ＢＧＡデバイスパッケージは、上に記載したＣ４、即ち「フリップチップ」取付け法を用いて、一層大きなパッケージ基体の上側表面上に取付けた集積回路を有する。基体は、二つの組の結合パッドを有し、第一の組は集積回路に隣接した上側表面上に配列されており、第二の組は、ＢＧＡデバイスパッケージの下側表面を横切って二次元的配列で配列されている。基体上及び／又は中に形成された一つ以上の電気伝導性トレース（即ち、信号回線）の層が、結合パッドの第一組と第二組の夫々の部材を接続している。結合パッドの第二組の部材は、デバイスパッケージ端子としての機能も果たす。はんだボールは、結合パッドの第二組の夫々の部材に取付けられている。それらのはんだボールにより、ＢＧＡデバイスパッケージを通常のＰＣＢに取付けられた表面にすることができる。
【０００８】
集積回路とパッケージ基体との熱膨張係数（ＣＴＥ）は異なるのが典型的であると言う問題が起きている。このＣＴＥの差が、上に記載したはんだ再流動操作中、はんだバンプ内に機械的応力を生ずる。更に、集積回路をパッケージ基体に取付けた後、集積回路は作動中電力を消費しながら加熱され、作動していない時は冷却される。この場合も、集積回路とパッケージ基体とのＣＴＥの差により、得られる熱的サイクル中、はんだバンプ内に機械的応力を生ずる。検査せずに放置すると、これらの機械的応力がはんだバンプ結合を疲労させ、許容できない僅かな熱的サイクル数で損傷するのが典型的である。
【０００９】
上で述べたＣＴＥ不整合問題に対する一般的解決法は、集積回路と基体間の領域にフリップチップ取付け工程の最終的部分で下側充填材料の層を形成することである。下側充填材料はＣ４結合部を包み、チップを基体に機械的に「締止」し、熱的サイクル中のはんだバンプ接続部の機械的応力を減少させ、それによりはんだバンプ結合部の信頼性を著しく向上する。
【００１０】
そのような下側充填集積回路デバイスパッケージの再加工は非常に困難であると言う問題が起きている。更に、下側充填工程は時間がかかり、半導体デバイス製造工業では省略したい工程を構成している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ＣＴＥ不整合（例えば、集積回路とパッケージ基体との間の不整合）にも拘わらず、下側充填材料を使用する必要なく、信頼性の高い電気的結合部を達成するために用いることができるコンプライアント(compliant)電気端子に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
電気伝導体、及び前記電気伝導体の上に形成された電気伝導性コンプライアントバンプを有する装置を開示する。コンプライアントバンプは、電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層、及び前記はんだ付け可能なキャッピング層と電気伝導体との間に配置された電気伝導性コンプライアント体(compliant body)を有する。一般に、はんだ付け可能なキャッピング層は、「はんだ濡れ可能」として広く記載されている。特に、はんだ付け可能なキャッピング層は、次の金属の一種類以上を含有する：鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、ガリウム、銅、銀、白金、パラジウム、及びニッケル。コンプライアント体は、はんだ付け可能なキャッピング層を電気伝導体に電気的に結合する。
【００１３】
電気伝導体は、例えば、装置の出入力（Ｉ／Ｏ）パッドでもよく、コンプライアントバンプが装置の電気端子を形成していてもよい。コンプライアント体は、はんだ付け可能なキャッピング層と電気伝導体との間の機械的に可撓性の電気伝導性通路を形成する。コンプライアントバンプは、はんだ付け可能なキャッピング層と電気伝導体との間に及ぼされた力を受けると、弾力的に変形する。即ち、コンプライアントバンプの形は、はんだ付け可能なキャッピング層と電気伝導体との間に加えられた力をそのコンプライアントバンプが受けると、（例えば、コンプライアントバンプが圧縮、延伸、膨張等を起こすと）最初の形から変化した形へ変化する。その力が除かれると、コンプライアントバンプの形は実質的に最初の形へ戻る。この弾力的に変形する能力により、装置と、対応する外部部材の結合パッドとの間に、コンプライアントバンプは極めて信頼性のある結合を形成することができる。
【００１４】
コンプライアント体は、例えば重合体系材料を含んでいてもよい。適当であると考えられる重合体系材料には、エポキシ、シリコーン、ポリイミド、及びアクリレート重合体及び共重合体が含まれる。コンプライアント体は、銀、金、又はパラジウム、又はそれらの合金のような一種類以上の充填材料を含んでいてもよい。そのような充填材料は、コンプライアント体の電気伝導性を増大するために用いることもできる。はんだ付け可能なキャッピング層は、次の金属の少なくとも二種類を含有する合金でもよい：鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、及びガリウム。コンプライアント体は、はんだ付け可能なキャッピング層及び電気伝導体と直接接触していてもよい。
【００１５】
一つの態様として、装置は、基体、基体の表面上に配列した複数の(multiple)Ｉ／Ｏパッド、及び上に記載した電気伝導性コンプライアントバンプの複数のコピーを有し、この場合コンプライアントバンプの各々はＩ／Ｏパッドの異なったものの上に形成されている。例えば、装置は、集積回路ダイ(die)でもよく、基体は半導体基体でもよい。別法として、装置はプリント回路基板でもよく、基体はガラス繊維エポキシ積層体でもよい。更に、装置は、配線装置（例えば、デバイスパッケージ基体）でもよく、基体がプラスチック材料（例えば、ガラス繊維エポキシ積層体、ポリエーテルスルホン、又はポリイミド）、又はセラミック材料（例えば、酸化アルミニウム、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、又は窒化アルミニウム、ＡｌＮ）を含んでいてもよい。
【００１６】
電気伝導体（例えば、Ｉ／Ｏパッド）の上側表面上にコンプライアント電気端子を形成するための開示した方法は、電気伝導体の上側表面上に、上で述べた電気伝導性コンプライアント体を形成し、そのコンプライアント体を電気伝導体に電気的に結合することを含んでいる。上に記載した電気伝導性のはんだ付け可能なキャッピング層を、コンプライアント体の上に形成し、はんだ付け可能なキャッピング層をコンプライアント体に電気的に結合する。
【００１７】
コンプライアント体の形成中、コンプライアント体の下側表面を電気伝導体の上側表面と直接接触させ、その直接接触の結果としてコンプライアント体を電気伝導体に電気的に結合することができる。コンプライアント体の外側境界は、電気伝導体の外側境界を越えて伸びていてもよい。このことは、コンプライアントバンプの断面積を増大するのに役立ち、それによりコンプライアント体の電気伝導度を増大する。断面積の増大は、コンプライアント体１０６内の、熱機械的に誘発された応力を弾力的に消散させる領域も大きさも増大する。
【００１８】
本方法の一つの態様として、電気伝導性金属被覆を、電気伝導体の上側表面上に形成し、その伝導性金属を電気伝導体に電気的に結合する。伝導性金属被覆の外側境界は、電気伝導体の外側境界を越えて伸びている。伝導性金属被覆は、接着剤層又は障壁層としての機能を果たす。コンプライアント体は伝導性金属被覆の上に形成され、そのコンプライアント体を伝導性金属被覆に電気的に結合する。
【００１９】
本方法の別の態様として、電気伝導性金属被覆をコンプライアント体の上に形成し、その伝導性金属被覆をコンプライアント体に電気的に結合する。伝導性金属被覆の外側境界は、コンプライアント体の外側境界を越えて伸びている。伝導性金属被覆は、接着剤層又は障壁層としての機能を果たす。はんだ付け可能なキャッピング層を伝導性金属被覆の上に形成し、そのはんだ付け可能なキャッピング層を伝導性金属被覆に電気的に結合する。
【００２０】
本発明は、図面に関連して述べる次の説明を参照することにより理解できるであろう。図中、同じ参照番号は同様な部材を示している。
【００２１】
本発明は、種々の修正及び変更形態にし易いが、その特別な態様を例として図面に示してあり、ここに詳細に記述する。しかし、ここでの特定の態様についての記述は、記載した特定の形態に本発明を限定するものではなく、反対に、本発明は特許請求の範囲に規定する本発明の本質及び範囲内に入る全ての修正、同等なもの、及び変更を包含するものであることを理解すべきである。
【００２２】
（具体的態様の詳細な説明）
本発明の例としての態様を下に記述する。簡明にするために、実際のやり方の全ての特徴をこの明細書中に記載している訳ではない。そのような実際のどのような態様の開発でも、実施毎に代わることがある開発者の特定の目的、例えばシステム関連及びビジネス関連の制約を持つコンプライアンスを達成するために数多くの実施上の特定の決定をしなければならないことは勿論認められるであろう。更に、そのような開発努力は複雑で時間のかかるものであるが、それにも拘わらず本開示の利点を得る当業者によって日常的に行えるものであることは認められるであろう。
【００２３】
図１は、基体１０２を有する装置１００の一部分の斜視図であり、ここでは基体１０２の表面１０２Ａの上に複数の電気伝導性コンプライアントバンプ１０４が配列されている。下に記載するように、コンプライアントバンプ１０４の各々は、装置１００の多重出入力（Ｉ／Ｏ）パッド（図１には図示されていない）の異なる一つの上に配置されている。Ｉ／Ｏパッドは、装置１００の電力及び／又は信号回路を終わらせ、装置１００の外部の回路に接続されるように考えられている。コンプライアントバンプ１０４は、装置１００の電気端子を形成する。
【００２４】
装置１００は、例えば、集積回路ダイでもよく、基体１０２は半導体基体でもよい。製造中、集積回路ダイ(die)は、遥かに大きな半導体ウエーハの一部分になっていてもよい。コンプライアントバンプ１０４は、製造中、集積回路ダイが一層大きな半導体ウエーハから分離される前に、その集積回路ダイ上に形成されていてもよい。
【００２５】
別法として、装置１００は、プリント回路基板又はグリッド配列パッケージ基体のような配線用装置でもよい。この場合には、基体１０２は、例えばプラスチック材料（例えば、ガラス繊維エポキシ薄板、ポリエーテルスルホン、又はポリイミド）、又はセラミック材料（例えば、酸化アルミニウム、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、又は窒化アルミニウム、ＡｌＮ）から実質的に形成されていてもよい。装置１００は、マルチチップモジュール(multichip module)、又はガラス液晶表示器の一部分であってもよい。
【００２６】
コンプライアントバンプ１０４の各々は、電気伝導性コンプライアント体１０６、及び電気伝導性のはんだ付け可能なキャッピング層１０８を有する。コンプライアントバンプ１０４の各々のコンプライアント体は、装置１００のＩ／Ｏパッド上に形成されており、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、コンプライアント体１０６の上に形成されている。このように、コンプライアントバンプ１０４の各々のコンプライアント体１０６は、装置１００のＩ／Ｏパッドと、対応するキャッピング層１０８との間に配置されており、Ｉ／Ｏパッドを対応するはんだ付け可能なキャッピング層１０８に電気的に結合している。
【００２７】
コンプライアントバンプ１０４のはんだ付け可能なキャッピング層１０８は、装置１００を結合し（即ち、張り付け又は据え付け）ようとする部材（例えば、プリント回路基板、デバイスパッケージ基体、集積回路ダイ等）の対応する結合用パッドに接触するように考えられている。今後、装置１００を結合すべき部材を「結合部材」として言及する。一般に、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、「はんだ濡れ性」である。即ち、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の露出表面と接触するようになった溶融はんだは、それらの表面に付着し、それによりはんだを、はんだ付け可能なキャッピング層１０８を対応する結合用パッドに電気的及び機械的に結合するのに用いることができるようにしている。コンプライアントパッド１０４のはんだ付け可能なキャッピング層１０８を、実質的に同じ時間ではんだにより結合部材の対応する結合用パッドへ結合するために、はんだの再流動化操作を用いる。
【００２８】
主にコンプライアント体１０６が存在することにより、コンプライアントバンプ１０４は、はんだ付け可能なキャッピング層１０８と基体１０２との間に加えられた力を受けると、弾力的に変形することができる。そのような力は、装置１００と、装置１００を結合すべき部材との間に、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の幾つかと対応する結合用パッドとの間に存在する間隙を減少又は除去しようとしながらはんだ付け可能なキャッピング層１０８を結合部材の対応する結合用パッドへ結合しようとする時に、意図的に発生させることができる。そのような間隙は、はんだ付け可能なキャッピング層１０８、基体１０２の表面の非平面性、及び／又は結合部材等の高さの差から生ずるのが典型的である。
【００２９】
そのような力は、装置１００の熱膨張係数（ＣＴＥ）が結合部材のＣＴＥと一致しない時にも生ずると予想される。例えば、はんだ付け可能なキャッピング層１０８を、結合部材の対応する結合用パッドへ結合するために用いられるはんだ再流動化操作中、そのような力は装置１００と結合部材とのＣＴＥの差によって生ずると予想される。はんだ付け可能なキャッピング層１０８の、対応する結合用パッドへの結合に続き、そのような力は装置１００と結合部材とのＣＴＥの差により、熱的サイクル中にも生ずると予想される。
【００３０】
そのような力の下でコンプライアントバンプ１０４が弾力的に変形することができることにより、コンプライアントバンプ１０４は、はんだバンプ結合部に典型的な疲労及び損傷を起こすことなくそのような力に耐えることができる。コンプライアント体１０６は、はんだ付け可能なキャッピング層１０８と、装置１００の対応するＩ／Ｏパッドとの間の機械的に可撓性で電気伝導性の経路を形成する。その結果、装置１００と、接続部材との間にコンプライアントバンプ１０４を用いて形成された結合部の信頼性は、はんだバンプ結合部の信頼性よりも大きくなると予想される。
【００３１】
コンプライアントバンプ１０４は、基体１０２の一つ以上の表面上にどのような適当なやり方で配列してもよいことに注意する。
【００３２】
次に、図２Ａ〜２Ｃを用いて、図１の基体１０２の表面１０２Ａ上にコンプライアントバンプ１０４を形成するための方法の一つの態様を記述する。図２Ａは、図１の基体１０２の一部分の断面図であり、この場合、Ｉ／Ｏパッド２００が、基体１０２のその部分の表面１０２Ａの上に形成されている。例えば、Ｉ／Ｏパッド２００は、基体１０２の表面１０２Ａの上に形成された金属（例えば、アルミニウム又は銅）の層をパターン化することにより形成することができる。Ｉ／Ｏパッド２００は、二つの主要な表面を有する：基体１０２の表面１０２Ａと接触している下側表面２００Ａ及びその下側表面２００Ａとは反対側の上側表面２００Ｂである。
【００３３】
図２Ｂは、図２Ａの基体１０２の一部分の断面図である。この場合、電気伝導性コンプライアント体１０６（図１参照）が、Ｉ／Ｏパッド２００の上側表面２００Ｂの上に形成されている。コンプライアント電気伝導体は、重合体系電気伝導性材料から選択されてもよい。そのような材料には、熱可塑性、熱硬化性、及びＢ段階可能材料(B-stageable material)が含まれる。適当な重合体材料の一般的種類には、エポキシ、シリコーン、ポリイミド、及びアクリレート重合体及び共重合体が含まれる。熱可塑性、熱硬化性又はＢ段階可能材料は、その材料が希望の形をとり、室温で形成されるためには、適用後硬化する必要があるであろう。
【００３４】
コンプライアント体１０６の適当な電気伝導度及び応力消散性は、銀、金、パラジウム、及びそれらの合金のような一種類以上の金属充填剤を配合することにより達成することができる。本来伝導性の重合体組成物も知られており、使用することができる。市販の充填剤材料生成物は、種々の大きさ及び形の充填剤粒子を含んでいる。そのような市販充填材料も適しているであろう。
【００３５】
コンプライアント体１０６は、幾つかの既知の方法のいずれかにより形成することができ、それらにはスクリーンプリント、テンシルプリント、インクジェットプリント、予め形成したパンプのシート移行、被覆及びそれに続く光像影、又は多層技術による光像影が含まれる。コンプライアント体１０６の電気伝導性に関し、コンプライアント体１０６の達成された体積抵抗率は、約０．００１Ωｃｍに等しいか又はそれより小さく、好ましくは約０．０００１Ωｃｍに等しいか又はそれより小さいのがよい。体積抵抗率の下限に関し、０．００００５位の低い体積抵抗率を有する電気伝導性粒子充填組成物を得ることができる。固体銀金属（純度９９．７８％）は、０．０００００１６Ωｃｍの体積抵抗率を有し、それが得られる体積抵抗率の実際的下限であると考えられる。
【００３６】
図２Ｂの態様で、コンプライアント体１０６は、Ｉ／Ｏパッド２００と直接接触した下側表面１０６Ａ、及びＩ／Ｏパッド２００とは反対側の上側表面１０６Ｂを有する。コンプライアント体１０６の上側表面１０６Ｂは、ドーム形を有するものとして示されている。コンプライアント体１０６の上側表面１０６Ｂは、その目的とする機能を達成するためにコンプライアント体１０６にとってドーム形を持つ必要はないことに注意する。
【００３７】
図２Ｂの態様で、コンプライアント体１０６の外側境界は、Ｉ／Ｏパッド２００の外側境界を越えて伸びており、コンプライアント体１０６はＩ／Ｏパッド２００の側面２００Ｃ及びＩ／Ｏパッド２００を囲む基体１０２の表面１０２Ａの一部分にも接触している。この構成は、コンプライアント体１０６の断面積を増大する働きをし、それによりコンプライアント体１０６の電気伝導度を増大する。断面積の増大は、熱機械的に誘発された応力を弾力的に消散させるコンプライアント体１０６内の領域の大きさも増大する。
【００３８】
しかし、目的通りの性能を果たすために、コンプライアント体１０６は、Ｉ／Ｏパッド２００の全ての側面２００Ｃ又は基体１０２の表面１０２Ａのどの部分とも接触している必要はないことが認められている。別の態様として、コンプライアント体１０６の外側境界は、Ｉ／Ｏパッド２００の側面２００Ｃによって定められたＩ／Ｏパッド２００の外側境界を越えては伸びておらず、従って、コンプライアント体１０６がＩ／Ｏパッド２００のどの側面２００Ｃとも接触せず、或はＩ／Ｏパッド２００を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａのどの部分とも接触しないようにしてもよい。
【００３９】
図２Ｃは、図２Ｂの基体１０２の一部分の断面図であり、この場合、電気伝導性のはんだ付け可能なキャッピング層１０８（図１参照）が、コンプライアント体１０６の上側表面１０６Ｂ上に形成されている。図２Ｃの態様では、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、コンプライアント体１０６及びコンプライアント体１０６と反対側の上側表面１０８Ｂと直接接触した下側表面１０８Ａを有する。上に記載したように、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、「はんだ濡れ性」である。即ち、溶融したはんだが、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の露出表面と接触するとそれらの表面に付着し、それによりはんだを、装置１００（図１）を結合すべき部材（図示されていない）の対応する結合用パッドにはんだ付け可能なキャッピング層１０８を電気的及び機械的に結合するのに用いることができるようにしている。
【００４０】
例えば、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、次の金属の二種類以上を含む合金でもよい：鉛、錫、カドミウム、インジウム、ビスマス、及びガリウム。例えば、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、約９５重量％の鉛及び約５重量％の錫を含む合金（例えば、５／９５重量％錫／鉛はんだ）から形成することができる。はんだ付け可能なキャッピング層１０８が合金である場合、そのはんだ付け可能なキャッピング層１０８を形成するのに適した方法には、テンシルプリント、インクジェットプリント、及び移行処理が含まれる。別法として、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、単一の金属（例えば、銅、銀、白金、パラジウム、又はニッケル）から実質的になる材料から形成してもよい。その場合には、その材料は電気メッキにより付着することができる。
【００４１】
図２Ｃに示した構造は、図１のコンプライアントバンプ１０４の一つの態様である。物体が、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の上側表面１０８Ｂに力を加えると、その加えられた力は実質的にコンプライアント体１０６へ伝達される。加えられた力に呼応して、コンプライアント体１０６は変形し、Ｉ／Ｏパッド２００へ応力を解放する。加えられた力の大きさが、或るレベル（例えば、閾値レベル）より低いと、コンプライアント体１０６はその加えられた力の下で実質的に弾力的仕方で変形し、印加力を除去するとその最初の大きさ及び形へ実質的に回復する。このように、コンプライアント体１０６は適当な大きさの弾力性を有する。印加された力に対抗力がコンプライアント体１０６内に発生し、はんだ付け可能なキャッピング層１０８と、そのはんだ付け可能なキャッピング層１０８の上側表面１０８Ｂへ印加力を及ぼすその物体との間の物理的接触を維持する。
【００４２】
材料のヤング率は、材料内の一方向の内部応力対それにより生じた内部歪みの比である。印加力の大きさが閾値よりも低いと、印加力によって生じたコンプライアント体１０６内の歪みは、実質的に印加力に比例し、コンプライアント体１０６は実質的に「フック」、即ち、理想的弾力性を示すと言われている。一つの態様として、コンプライアント体１０６のヤング率が約８，０００ＭＰａに等しいか又はそれより小さく、約１，０００ＭＰａに等しいか又はそれより小さくてもよい。コンプライアント体１０６は、適当な大きさの伸び及び圧縮性も有する。伸びは、張力を受けた試料の長さの増大として定義され、通常最初の長さの％として表される。圧縮性は、圧縮された試料の厚さの減少として定義され、通常最初の厚さの％として表される。
【００４３】
図２Ｃの態様では、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の外側境界は、コンプライアント体１０６の外側境界内に含まれおり、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、コンプライアント体１０６を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａのどの部分とも接触していない。この状態は有利であるが、得られたコンプライアントバンプ１０４が目的とする性能を果たすために必要なことであるとは考えられない。従って、別の態様として、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の外側境界は、コンプライアント体１０６の外側境界を越えて伸びていてもよく、コンプライアント体１０６を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａの一部分と接触していてもよい。
【００４４】
次に、図３Ａ〜３Ｄを用いて、図１の基体１０２の表面１０２Ａの上にコンプライアントバンプ１０４を形成する方法の第二の態様を記述する。図３Ａは、図１の基体１０２の一部分の断面図であり、この場合上に記載したＩ／Ｏパッド２００は、基体１０２のその部分の表面１０２Ａの上に形成されている。
【００４５】
図３Ｂは図３Ａの基体１０２の一部分の断面図であり、この場合電気伝導性金属被覆３００が、Ｉ／Ｏパッド２００の上側表面２００Ｂ及び側面２００Ｃの上に形成されている。図３Ｂの態様では、伝導性金属被覆３００の外側境界は、Ｉ／Ｏパッド２００の側面２００Ｃによって定められたＩ／Ｏパッド２００の外側境界を越えて伸びている。伝導性金属被覆３００は、接着剤層として働き、この場合、伝導性金属被覆３００の上に後で形成される材料が、Ｉ／Ｏパッド２００に対するよりも、伝導性金属被覆３００に対し一層よく接着する。別法として、又は付加的に、伝導性金属被覆３００は、Ｉ／Ｏパッド２００の酸化を減少させる障壁層として働いてもよい。
【００４６】
伝導性金属被覆３００は、例えば、電気メッキ又は蒸着（例えば、スパッタリング）によって形成することができる。伝導性金属被覆３００は、異なった金属の複数の層を含んでいてもよい。例えば、伝導性金属被覆３００は、クロム、銅、及び金の層を、Ｉ／Ｏパッド２００の上にその順序で（即ち、クロム／銅／金層）を形成することにより形成してもよい。別法として、伝導性金属被覆３００は、クロム／銀／金層、又はチタン／タングステン／金層を含んでいてもよい。例えば、Ｉ／Ｏパッド２００をアルミニウムから形成し、伝導性金属被覆３００を、例えば、厚さ約０．１５μのクロム層（即ち、約０．１５μｍクロム層）をＩ／Ｏパッド２００の上に形成し、次に厚さ約０．１５μｍの５０／５０クロム銅層、次に約１μｍの銅層、次に約０．１５μｍの金層を形成することにより形成することができる。
【００４７】
図３Ｃは、図３Ｂの基体１０２の一部分の断面図であり、この場合、上に記述した電気伝導性コンプライアント体１０６が、伝導性金属被覆３００の上側表面３００Ａの上に形成されている。図３Ｃの態様では、コンプライアント体１０６の外側境界は、伝導性金属被覆３００の外側境界内に含まれており、従って、コンプライアント体１０６は、伝導性金属被覆３００を取り巻いている基体１０２の表面１０２Ａのどの部分とも接触していないことが認められる。別の態様として、コンプライアント体１０６の外側境界を、伝導性金属被覆３００の外側境界内に含まれないようにし、コンプライアント体１０６が、伝導性金属被覆３００を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａの一部分と接触していてもよい。
【００４８】
図３Ｄは、図３Ｃの基体１０２の一部分の断面図であり、この場合、上に記載した電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層１０８が、コンプライアント体１０６の上側表面１０６Ｂの上に形成されている。図３Ｄの態様では、はんだ付け可能なキャッピング層１０８がコンプライアント体１０６を完全に包んでおり、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の外側境界が伝導性金属被覆３００の外側境界を越えて伸びており、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、伝導性金属被覆３００を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａと接触している。
【００４９】
図３Ｄに示した構造は、図１のコンプライアントバンプ１０４の第二の態様である。物体が、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の上側表面１０８Ｂに力を及ぼした時、その印加された力は実質的にコンプライアント体１０６へ伝達される。印加力に呼応して、コンプライアント体１０６が変形し、Ｉ／Ｏパッド２００へ応力を解放する。印加力の大きさが或るレベル（閾値レベル）より低い場合には、コンプライアント体１０６はその印加力の下で実質的に弾力的仕方で変形し、後で印加力が除かれた時、その最初の大きさ及び形へ回復する。従って、コンプライアント体１０６は適当な大きさの弾力性を有する。印加力に対抗する力がコンプライアント体１０６内に発生し、はんだ付け可能なキャッピング層１０８と、そのはんだ付け可能なキャッピング層１０８の上側表面１０８Ｂに印加力を及ぼしているその物体との間の物理的接触を維持する。
【００５０】
次に、図４Ａ〜４Ｄを用いて、図１の基体１０２の表面１０２Ａの上にコンプライアントバンプ１０４を形成する方法の第三の態様を記述する。図４Ａは、図１の基体１０２の一部分の断面図であり、この場合、上に記述したＩ／Ｏパッド２００が、基体１０２のその部分の表面１０２Ａの上に形成されている。
【００５１】
図４Ｂは図４Ａの基体１０２の前記部分の断面図であり、この場合、上に記述した電気伝導性コンプライアント体１０６がＩ／Ｏパッド２００の上に形成されている。図４Ｂの態様では、コンプライアント体１０６の外側境界が、Ｉ／Ｏパッド２００の側面２００Ｃによって定められているＩ／Ｏパッド２００の外側境界を越えて伸びており、Ｉ／Ｏパッド２００を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａの一部分と接触している。
【００５２】
図４Ｃは、図４Ｂの基体１０２の前記部分の断面図であり、この場合、電気伝導性金属被覆４００がコンプライアント体１０６の上側表面１０６Ｂ上に形成されている。図４Ｃの態様では、伝導性被覆４００がコンプライアント体１０６を完全に包み、コンプライアント体１０６を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａの一部分と接触している。伝導性金属被覆４００は接着剤層として働き、伝導性金属被覆４００の上に後で形成される材料を、コンプライアント体１０６に対するよりも、伝導性金属被覆４００に対し一層よく接着する。別法として、又は付加的に、伝導性金属被覆４００は、後で形成される層と、コンプライアント本体１０６との間の、不良製品を生ずることがある化学反応を防ぐ障壁層として働いてもよい。伝導性金属被覆４００は、上に記載した伝導性金属被覆３００と同じ材料を含んでいてもよく、伝導性金属被覆３００と同じやり方で形成されていてもよい。
【００５３】
図４Ｄは、図４Ｃの基体１０２の前記部分の断面図であり、この場合、上に記載した電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層１０８が、伝導性金属被覆４００の上側表面４００Ａの上に形成されている。図４Ｄの態様では、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の外側境界は、伝導性金属被覆４００の外側境界内に含まれており、従って、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、コンプライアント体１０６と接触していない。このことは、伝導性金属被覆４００が、はんだ付け可能なキャッピング層１０８と、コンプライアント体１０６との間の、不良製品を生ずることがある一種類以上の化学反応を防ぐ障壁層を形成する場合には有利であると考えられる。
【００５４】
図４Ｄに示した構造は、図１のコンプライアントバンプ１０４の第三の態様である。物体がはんだ付け可能なキャッピング層１０８の上側表面１０８Ｂに力を加えた時、その印加された力は実質的にコンプライアント体１０６へ伝達される。印加力に呼応して、コンプライアント体１０６は変形し、Ｉ／Ｏパッド２００へ応力を解放する。加えられた力の大きさが、或るレベル（例えば、閾値レベル）より低いと、コンプライアント体１０６はその加えられた力の下で実質的に弾力的仕方で変形し、印加力を除去するとその最初の大きさ及び形へ実質的に回復する。このように、コンプライアント体１０６は適当な大きさの弾力性を有する。その印加された力に対抗する力がコンプライアント体１０６内に発生し、はんだ付け可能なキャッピング層１０８と、そのはんだ付け可能なキャッピング層１０８の上側表面１０８Ｂへ印加力を及ぼしているその物体との間の物理的接触を維持する。
【００５５】
次に、図５Ａ〜５Ｅを用いて、図１の基体１０２の表面１０２Ａの上にコンプライアントバンプ１０４を形成する方法の第四の態様を記述する。図５Ａは、図１の基体１０２の一部分の断面図であり、この場合、上に記載したＩ／Ｏパッド２００は、基体１０２のその部分の表面１０２Ａの上に形成されている。
【００５６】
図５Ｂは図５Ａの基体１０２のその部分の断面図であり、この場合、上に記載した電気伝導性金属被覆３００が、Ｉ／Ｏパッド２００の上側表面２００Ｂ及び側面２００Ｃの上に形成されている。図５Ｂの態様では、伝導性金属被覆３００の外側境界は、Ｉ／Ｏパッド２００の側面２００Ｃによって定められたＩ／Ｏパッド２００の外側境界を越えて伸びている。上で述べたように、伝導性金属被覆３００は接着剤層として働いてもよく、この場合、伝導性金属被覆３００の上に後で形成される材料が、Ｉ／Ｏパッド２００に対するよりも、伝導性金属被覆３００に対し一層よく接着する。別法として、又は付加的に伝導性金属被覆３００は、Ｉ／Ｏパッド２００の酸化を減少させる障壁層として働いてもよい。
【００５７】
図５Ｃは、図５Ｂの基体１０２の前記部分の断面図であり、この場合、上に記述した電気伝導性コンプライアント体１０６が、伝導性金属被覆３００の上側表面３００Ａの上に形成されている。図５Ｃの態様では、コンプライアント体１０６の外側境界は、伝導性金属被覆３００の外側境界内に含まれており、従って、コンプライアント体１０６は、伝導性金属被覆３００を取り巻いている基体１０２の表面１０２Ａのどの部分とも接触していないことが認められる。別の態様として、コンプライアント体１０６の外側境界を、伝導性金属被覆３００の外側境界内に含まれないようにし、コンプライアント体１０６が、伝導性金属被覆３００を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａの一部分と接触していてもよい。
【００５８】
図５Ｄは、図５Ｃの基体１０２の前記部分の断面図であり、この場合、上に記載した電気伝導性金属被覆４００が、コンプライアント体１０６の上側表面１０６Ｂの上に形成されている。図５Ｄの態様では、伝導性金属被覆４００は、コンプライアント体１０６を完全に包んでおり、コンプライアント体１０６を取り巻く基体１０２の表面１０２Ａの一部分と接触している。上に記載したように、伝導性金属被覆４００は接着剤層として働いてもよく、この場合、伝導性金属被覆４００の上に後で形成される材料は、コンプライアント体１０６に対するよりも、伝導性金属被覆４００に対し一層よく接着する。別法として、又は付加的に、伝導性金属被覆４００は、後で形成される層と、コンプライアント本体１０６との間の、不良製品を生ずることがある化学反応を防ぐ障壁層として働いてもよい。伝導性金属被覆４００は、上に記載した伝導性金属被覆３００と同じ材料を含んでいてもよく、伝導性金属被覆３００と同じやり方で形成してもよい。
【００５９】
図５Ｅは、図５Ｄの基体１０２の前記部分の断面図であり、この場合、上に記載した電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層１０８が、伝導性金属被覆４００の上側表面４００Ａの上に形成されている。図５Ｅの態様では、はんだ付け可能なキャッピング層１０８の外側境界は、伝導性金属被覆４００の外側境界内に含まれており（図５Ｄ参照）、従って、はんだ付け可能なキャッピング層１０８は、コンプライアント体１０６と接触していない。このことは、伝導性金属被覆４００が、はんだ付け可能なキャッピング層１０８と、コンプライアント体１０６との間の、不良製品を生ずることがある一種類以上の化学反応を防ぐ障壁層を形成する場合には有利であると考えられる。
【００６０】
図５Ｅに示した構造は、図１のコンプライアントバンプ１０４の第四の態様である。上で記述したように、物体がはんだ付け可能なキャッピング層１０８の上側表面１０８Ｂに力を加えた時、その印加された力は実質的にコンプライアント体１０６へ伝達される。印加力に呼応して、コンプライアント体１０６は変形し、Ｉ／Ｏパッド２００へ応力を解放する。加えられた力の大きさが、或るレベル（例えば、閾値レベル）より低いと、コンプライアント体１０６はその加えられた力の下で実質的に弾力的仕方で変形し、印加力を除去するとその最初の大きさ及び形へ実質的に回復する。その印加された力に対抗する力がコンプライアント体１０６内に発生し、はんだ付け可能なキャッピング層１０８と、そのはんだ付け可能なキャッピング層１０８の上側表面１０８Ｂへ印加力を及ぼしているその物体との間の物理的接触を維持する。
【００６１】
コンプライアントバンプ１０４の部品（例えば、コンプライアント体１０６、はんだ付け可能なキャッピング層１０８等）は、どような適当な形を持っていてもよいことは認められる。
【００６２】
上に記載した特定の態様は、単に例示的なものであり、本発明は、ここに記載した教示を利用して当業者に明らかになる異なるが、同等のやり方で修正及び実施することができる。更に、特許請求の範囲に記載したもの以外に、ここに示した構造又は設計の詳細に限定されるものではない。従って、上に開示した特定の態様は、変更又は修正することができるものであり、そのような変更は全て本発明の範囲及び本質内に入ると考えられることは明らかである。従って、ここで求められる保護は、特許請求の範囲に記載する通りである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、基体、及びその基体の表面上に配列した複数の電気伝導性コンプライアントバンプを有する装置の一部分の斜視図であり、この場合、コンプライアントバンプの各々は、電気伝導性コンプライアント体、及び電気伝導性はんだ付け可能なキャッピング層を有する。
【図２Ａ】図２Ａは図１の基体の一部分の断面図であり、この場合、出入力（Ｉ／Ｏ）パッドが、基体の前記部分の表面上に形成されている。
【図２Ｂ】図２Ａの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図１のコンプライアント体は、Ｉ／Ｏパッドの上側表面上に形成されている。
【図２Ｃ】図２Ｂの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図１のはんだ付け可能なキャッピング層は、コンプライアント体の上側表面上に形成されている。
【図３Ａ】図３Ａは図１の基体の一部分の断面図であり、この場合、図２ＡのＩ／Ｏパッドは、基体の前記部分の表面上に形成されている。
【図３Ｂ】図３Ａの基体の前記部分の断面図であり、この場合、電気伝導性金属被覆が、Ｉ／Ｏパッドの上側表面及び側面の上に形成されている。
【図３Ｃ】図３Ｂの基体の前記部分の断面図であり、この場合、合図１のコンプライアント体は、伝導性金属被覆の上側表面上に形成されている。
【図３Ｄ】図３Ｃの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図１のはんだ付け可能なキャッピング層は、コンプライアント体の上側表面上に形成されている。
【図４Ａ】図４Ａは図１の基体の一部分の断面図であり、この場合、図２ＡのＩ／Ｏパッドは、基体の前記部分の表面上に形成されている。
【図４Ｂ】図４Ａの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図１のコンプライアント体はＩ／Ｏパッドの上に形成されている。
【図４Ｃ】図４Ｂの基体の前記部分の断面図であり、この場合、電気伝導性金属被覆は、コンプライアント体の上側表面上に形成されている。
【図４Ｄ】図４Ｃの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図１のはんだ付け可能なキャッピング層は、伝導性金属被覆の上側表面上に形成されている。
【図５Ａ】図５Ａは図１の基体の一部分の断面図であり、この場合、図２ＡのＩ／Ｏパッドは、基体の前記部分の表面上に形成されている。
【図５Ｂ】図５Ａの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図３Ｂの電気伝導性金属被覆は、Ｉ／Ｏパッドの上側表面及び側面上に形成されている。
【図５Ｃ】図５Ｂの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図１のコンプライアント体は図３Ｂの伝導性金属被覆の上側表面上に形成されている。
【図５Ｄ】図５Ｃの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図４Ｃの電気伝導性金属被覆は、コンプライアント体の上側表面上に形成されている。
【図５Ｅ】図５Ｄの基体の前記部分の断面図であり、この場合、図１のはんだ付け可能なキャッピング層は、図４Ｃの伝導性金属被覆の上側表面上に形成されている。
【符号の説明】
【００６４】
１００  装置
１０２  基体
１０２Ａ  表面
１０４  コンプライアントバンプ
１０６  コンプライアント体
１０８  キャッピング層
２００  Ｉ／Ｏパッド
２００Ａ  下側表面
２００Ｂ  上側表面
２００Ｃ  側面
３００  電気伝導性被覆
４００  伝導性金属被覆
【図２Ｃ】
2005503014.tif 000003
【図３Ｂ】
2005503014.tif 000004
【図３Ｃ】
2005503014.tif 000005
【図３Ｄ】
2005503014.tif 000006
【図４Ｂ】
2005503014.tif 000007
【図４Ｃ】
2005503014.tif 000008
【図４Ｄ】
2005503014.tif 000009
【図５Ｂ】
2005503014.tif 000010
【図５Ｃ】
2005503014.tif 000011
【図５Ｄ】
2005503014.tif 000012
【図５Ｅ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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