(57)【要約】      （修正有）【課題】低寄生、効率的な熱放散、ならびに低インダクタンスおよび低抵抗の接地を与えながら、複数のダイを収容しかつ配線するプリント回路基板を提供する。【解決手段】基板８２０の底面８２５に装着されるプリント回路基板８９８と、基板の中の少なくとも１つのビア８２７をさらに含む。第１の基板ボンドパッド８２２は、第１の信号ボンディングワイヤ８１４によって、第１の半導体ダイ８１０の第１の信号ボンドパッド８２６に接続され、少なくとも１つのビアは、第１の基板ボンドパッドとプリント回路基板との間の電気的接続を与える。【選択図】図８
2011082533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体であって、
上面および底面を有する基板と、
前記基板の前記上面に装着される第１の半導体ダイおよび第２の半導体ダイと、
前記基板の前記底面に装着される第１のヒートスプレッダおよび第２のヒートスプレッダと、
前記基板の中の第１のビアおよび第２のビアとを含み、
前記第１のビアは、前記第１の半導体ダイと前記第１のヒートスプレッダとの間の接続を与え、前記第２のビアは、前記第２の半導体ダイと前記第２のヒートスプレッダとの間の接続を与える、構造体。
【請求項２】
前記第１および第２のヒートスプレッダはプリント回路基板に装着される、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記基板の前記上面に装着される第１の基板ボンド領域をさらに含み、前記第１のビアは、前記第１の基板ボンド領域と前記第１のヒートスプレッダとの間の電気接続を与える、請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記第１の半導体ダイ上の第１の半導体ダイ接地ボンドパッドは、第１のボンディングワイヤによって前記第１の基板ボンド領域に電気的に接続される、請求項３に記載の構造体。
【請求項５】
前記基板の中の第３のビアは、前記第１の半導体ダイの第１の信号ボンドパッドとプリント回路基板との間の接続を与える、請求項１に記載の構造体。
【請求項６】
前記基板は有機材料を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項７】
前記有機材料は、ポリテトラフルオロエチレン材料およびＦＲ４系積層材料からなる群から選択される、請求項６に記載の構造体。
【請求項８】
前記基板はセラミック材料を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項９】
前記第３のビアは、第１の基板ボンドパッドと前記プリント回路基板との間の電気接続を与え、前記第１の基板ボンドパッドは、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドに電気的に接続される、請求項５に記載の構造体。
【請求項１０】
前記第１の基板ボンドパッドは前記第３のビアに重なる、請求項９に記載の構造体。
【請求項１１】
前記第１の基板ボンドパッドは、第１の信号ボンディングワイヤによって前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドに電気的に接続される、請求項９に記載の構造体。
【請求項１２】
前記第３のビアは、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドと第１のランドとの間の電気接続を与え、前記第１のランドは前記プリント回路基板に電気的に接続される、請求項５に記載の構造体。
【請求項１３】
前記第３のビアは前記ランドに重なる、請求項１２に記載の構造体。
【請求項１４】
構造体であって、
上面および底面を有する基板と、
前記基板の前記上面に装着される第１の半導体ダイおよび第２の半導体ダイと、
前記基板の前記底面に装着されるヒートスプレッダと、
前記基板の中の第１のビアおよび第２のビアとを含み、
前記第１のビアは、前記第１の半導体ダイと前記ヒートスプレッダとの間の接続を与え、前記第２のビアは、前記第２の半導体ダイと前記ヒートスプレッダとの間の接続を与える、構造体。
【請求項１５】
前記ヒートスプレッダはプリント回路基板に装着される、請求項１４に記載の構造体。
【請求項１６】
前記基板の前記上面に装着される第１の基板ボンド領域をさらに含み、前記第１のビアは、前記第１の基板ボンド領域と前記ヒートスプレッダとの間の電気接続を与える、請求項１４に記載の構造体。
【請求項１７】
前記第１の半導体ダイ上の第１の半導体ダイ接地ボンドパッドは、第１のボンディングワイヤによって前記第１の基板ボンド領域に電気的に接続される、請求項１６に記載の構造体。
【請求項１８】
前記基板の中の第３のビアは、前記第１の半導体ダイの第１の信号ボンドパッドとプリント回路基板との間の接続を与える、請求項１４に記載の構造体。
【請求項１９】
前記第３のビアは、第１の基板ボンドパッドと前記プリント回路基板との間の電気接続を与え、前記第１の基板ボンドパッドは、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドに電気的に接続される、請求項１８に記載の構造体。
【請求項２０】
前記第１の基板ボンドパッドは前記第３のビアに重なる、請求項１９に記載の構造体。
【請求項２１】
前記第１の基板ボンドパッドは、第１の信号ボンディングワイヤによって前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドに電気的に接続される、請求項１９に記載の構造体。
【請求項２２】
前記第３のビアは、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドと第１のランドとの間の電気接続を与え、前記第１のランドは前記プリント回路基板に電気的に接続される、請求項１８に記載の構造体。
【請求項２３】
前記第３のビアは前記ランドに重なる、請求項２２に記載の構造体。
【請求項２４】
第１および第２の半導体ダイを受けるための構造体を作製するための方法であって、
基板の中に第１および第２の孔をドリルであけるステップと、
前記第１および第２の孔を金属で充填してそれぞれ第１および第２のビアを形成するステップと、
前記基板の上面上の第１および第２の支持パッドをパターニングし、前記基板の底面上の第１および第２のヒートスプレッダをパターニングするステップとを含み、
前記第１のビアは、前記第１のヒートスプレッダと前記第１の支持パッドとの間の電気接続を与え、前記第１の支持パッドは前記第１の半導体ダイを受けるのに好適であり、
前記第２のビアは、前記第２のヒートスプレッダと前記第２の支持パッドとの間の電気接続を与え、前記第２の支持パッドは前記第２の半導体ダイを受けるのに好適である、方法。
【請求項２５】
前記基板に第３の孔をドリルであけるステップと、
前記第３の孔を金属で充填して第３のビアを形成するステップと、
前記基板の前記上面上の第１の基板ボンドパッドをパターニングし、前記基板の前記底面上の第１のランドをパターニングするステップとをさらに含み、
前記第３のビアは前記第１の基板ボンドパッドと前記第１のランドとの間の電気接続を与える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１および第２の半導体ダイをそれぞれ前記第１および第２の支持パッドに装着するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記基板の前記上面上の第１の基板ボンド領域をパターニングするステップをさらに含み、前記第１の基板ボンド領域は前記第１の支持パッドに電気的に接続される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
第１のボンディングワイヤによって前記第１の半導体ダイの第１の接地ボンドパッドを前記第１の基板ボンド領域に電気的に接続するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
第１の信号ボンディングワイヤによって前記第１の半導体ダイの第１の信号ボンドパッドを前記第１の基板ボンドパッドに電気的に接続するステップをさらに含み、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドは前記第１のランドに電気的に接続される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
プリント回路基板を前記第１および第２のヒートスプレッダにはんだ付けするステップをさらに含み、前記プリント回路基板は前記第１および第２の支持パッドに電気的に接続される、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０００年１１月１５日に出願された、シリアル番号第０９／７１３，８３４号の、「リードレスチップキャリアの設計および構造」（"Leadless Chip Carrier Design and Structure"）と題され、本願の譲受人に譲渡された係属中の親出願の一部継続出願であり、その出願日での優先権を主張し、かつこれを引用により援用する。
【０００２】
発明の分野
この発明は半導体チップパッケージングの分野に一般的に存在する。より特定的には、この発明はリードレスチップキャリアの設計および構造の分野に存在する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
半導体製造業界は、より小型でより複雑なダイに対する要求に継続的に直面している。また、これらのより小型でより複雑なダイはより高い周波数で動作しなければならない。より小型でより複雑でかつより速い装置が求められる結果、ダイそのものの作製においてだけでなく、ダイを収容し、かつ「オフチップ」装置への電気的接続を与えるのに用いられるさまざまなパッケージ、構造体またはキャリアの製造においても新たな課題が生じている。
【０００４】
たとえば、より高い周波数に対する要求は、何よりも、「オンチップ」および「オフチップ」の寄生を最小限にしなければならないことを意味する。たとえば、ダイおよびその関連のオフチップ要素の電気的性能に悪影響を及ぼす寄生インダクタンス、キャパシタンスおよび抵抗を最小限にしなければならない。ＲＦ（無線周波数）半導体装置は高い周波数で動作するので、こうした装置（すなわちＲＦ装置）は、非常に低い寄生を特に必要とする装置という重要なカテゴリを構成する。
【０００５】
近年、表面実装チップおよびチップキャリアは、個別半導体パッケージに対して人気がある。個別半導体パッケージは典型的に多数の「ピン」を有するが、これらは、個別半導体パッケージを実装して、これをプリント回路基板に電気的に接続するための、「フットプリント」とも称されるスペースを比較的大きく必要とし得る。さらに、表面実装装置およびチップキャリアなどの代替物が人気を得たさらなる理由には、個別半導体パッケージの製造に関連のコストおよび時間、ならびにプリント回路基板に多数の孔をドリルであけることに関連のコストおよび時間がある。
【０００６】
異なるチップキャリア設計を達成するため、技術分野でのさまざまな試みが存在した。発明者として南真澄氏が掲記される、「電子部品および配線基板装置」と題された、１９９８年１１月２４日公開の特開平第１０−３１３０７１号は、半導体装置が放出する熱を放散する構造を開示している。この構造には、配線板に形成される、パッケージされた金属スルーホールが設けられ、このスルーホールは、剥き出しのチップから放出された熱を配線板の底部上の熱放散パターンを通して熱放散プレートに伝える。
【０００７】
発明者として藤川治氏が掲記される「電子部品搭載用基板」と題された１９９０年２月２７日公開の特開平第２−５８３５８号は、金属めっきされた上面と底面との間に挟まれた、熱伝導樹脂で充填された８つの孔を含む中央区域を備える基板を開示する。熱放散および耐湿性を向上させるための銀ペースト接着剤を用いて、基板の金属めっき上面の中央区域に電子部品が装着される。
【０００８】
発明者として宮西健次氏が掲記される「積層ガラスセラミック回路基板」と題された１９９７年６月１０日公開の特開平第９−１５３６７９号は、７つの積層ガラスセラミック層を含む積層ガラスセラミック回路基板を開示する。多層積層ガラスセラミック回路基板は、金または銅からなる多数のビアホールをさらに含み、上面および底面上の表面導体がビアホールを覆っている。上部導体はＩＣチップのヒートシンクとして機能する。
【０００９】
発明者として吉田一男氏が掲記される「半導体装置」と題された１９９８年１２月１８日公開の特開平第１０−３３５５２１号は、セラミック基板に形成され、半導体チップがその上に実装されるサーマルビアを開示する。サーマルビアの孔の上部は、径方向に外に向かうにつれて浅くなるように、セラミック基板中に形成される。
【００１０】
プリント回路基板上にチップを実装するための従来のチップキャリア構造は多数の欠点を有する。たとえば、従来のチップキャリアが導入する寄生は依然として大きすぎ、ダイへの低インダクタンスかつ低抵抗の接地接続を依然として与えない。従来のチップキャリアの熱放散能力も非常に限定されており、不十分な熱放散による、付随の信頼性の問題がある。一例として、ＲＦ適用例などの高周波数適用例においては、単一のダイが数ワットの電力を生成する。半導体ダイおよびチップキャリアは異なる熱膨張係数を各々が有する異なる材料から作られるため、それらは、ダイが生成する熱に対して異なって反応する。結果的に生じる熱応力により、ダイのひび割れまたはチップキャリアからのダイの剥離が起こる可能性があり、したがって、電気的および機械的不良を招く可能性がある。このように、熱をうまく放散させることは重要であり、新規構造および方法が必要である。
【００１１】
より小型でより複雑なダイに対する要求と、より高性能およびより低コストに対する要求とは、新たなレベルのシステム構築を提供する半導体製造業界のさらなる課題である。たとえば、コンピュータ技術と電気通信との融合は、２つの異なる技術、すなわちアナログＲＦ技術とデジタル技術とを同じチップ上に集積するという半導体製造業界の課題である。しかしながら、アナログＲＦ技術およびデジタル技術などの２つの異なる技術を同じチップ上に組合せることは困難である。たとえば、ノイズのあるデジタル回路をノイズに弱いアナログ回路とともに集積することは困難である。
【００１２】
アナログＲＦ技術およびデジタル技術などの２つの異なる技術を組合せるという問題を克服するため、単一ダイの代わりに２つ以上の別個のダイを同じパッケージ中に収容しこれらを配線する。同じパッケージ中に２つ以上のダイを収容するのには他の理由も存在する。たとえば、同じパッケージ中に２つのダイを収容することにより、第１のダイ上の半導体ダイ信号ボンドパッドを第２のダイ上の半導体ダイ信号ボンドパッドに直接にワイヤボンディングして２つのダイを配線できるようになる。したがって、２つのダイ間の比較的短くかつ低寄生の配線を達成しながら、複雑な配線ルーティングの必要性が回避される。
【００１３】
しかしながら、従来のマルチダイパッケージには上述の従来のチップキャリアおよび個別半導体パッケージの欠点のいくつかがある。したがって、従来のチップキャリアおよび個別半導体パッケージが直面する問題を克服する一方で、複数の半導体ダイを支持し、収容し、かつこれらをプリント回路基板に電気的に接続するための新規で信頼性のある構造および方法の必要性が存在する。したがって、低寄生、効率的な熱放散、ならびに低インダクタンスおよび低抵抗の接地を与えながら、複数のダイをプリント回路基板に収容しかつ配線するようにするシステム構築レベルの必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平０８−１７２１４１号公報
【特許文献２】特開平０９−０５５４５９号公報
【特許文献３】特開平０５−０１３６１０号公報
【特許文献４】特開２０００−１８８３５９号公報
【特許文献５】特開平１１−１７６９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
発明の概要
この発明は、リードレスマルチダイキャリアの構造およびその作製のための方法に向けられる。この発明は、２つ以上の半導体ダイが生成する熱の効率的な放散をもたらす構造を開示する。この発明は、２つ以上の半導体ダイへの、寄生が低く、低インダクタンスかつ低抵抗の接地接続を与える構造をさらに開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
１つの実施例では、この発明は、２つ以上の半導体ダイを受けるための上面を有する基板を含む。たとえば、基板は、ポリテトラフルオロエチレン材料またはＦＲ４系積層材などの有機材料を含み得る。さらなる例として、基板はセラミック材料を含み得る。この発明は、基板の底面に装着されるプリント回路基板をさらに含む。
【００１７】
１つの実施例では、この発明は基板中に少なくとも１つのビアを含む。この発明の少なくとも１つのビアは、第１の半導体ダイの信号ボンドパッドとプリント回路基板との間の電気的接続を与える。少なくとも１つのビアは、銅などの導電性であり、かつ熱を伝導する材料を含み得る。少なくとも１つのビアは、第１の基板ボンドパッドとプリント回路基板との間の電気的接続を与える。少なくとも１つのビアは第１の基板ボンドパッドに当接するかまたはそれに重なり得る。第１の基板ボンドパッドは、第１の信号ボンディングワイヤにより第１の半導体ダイの第１の信号ボンドパッドに接続される。少なくとも１つのビアは、第１の半導体ダイの第１の信号ボンドパッドとプリント回路基板に電気的に接続される第１のランドとの間の電気的接続も与える。さらに、少なくとも１つのビアは第１のランドに当接するかまたは重なり得る。
【００１８】
第１の半導体ダイに対する上述のさまざまな配線は、基板上の第２の半導体ダイについても同様に存在し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明のシングルダイ実施例の断面図である。
【図２Ａ】この発明の実施例の一部の上面図である。
【図２Ｂ】この発明の実施例の一部の断面図である。
【図３】「ソーシンギュレーション」ステップ完了後の、この発明の実施例の上面図である。
【図４】「ソーシンギュレーション」ステップ完了後の、この発明の実施例の底面図である。
【図５】この発明の実施例を作製する例示的なプロセスのフローチャートの図である。
【図６】「ソーシンギュレーション」ステップ完了後の、この発明の実施例の上面図である。
【図７】この発明のマルチダイ実施例の上面図である。
【図８】別個のヒートスプレッダを利用する、この発明のマルチダイ実施例の断面図である。
【図９】単一のヒートスプレッダを利用する、この発明のマルチダイ実施例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
発明の詳細な説明
この発明は、リードレスマルチダイキャリアの構造およびその作製のための方法に向けられる。以下の説明は、この発明のさまざまな実施例および実現例に関する具体的な情報を含む。当業者は、この発明が本出願において具体的に論じられるものとは異なる態様で実践され得ることを認めるであろう。さらに、発明をわかりにくくしないため、この発明の具体的な詳細のいくつかは論じない。本願に記載しない具体的な詳細は、当業者の知識の範囲内にある。
【００２１】
本願中の図面およびそれらに付随の詳細な説明は、この発明の単に例示的な実施例に向けられる。簡潔さを維持するため、この発明の原則を用いるこの発明の他の実施例は本願中に具体的に記載されず、図面に具体的に図示されることもない。
【００２２】
Ｉ  この発明のシングルダイ実施例
この発明の「マルチダイ」実施例を説明する前に、この発明の「シングルダイ」実施例をまず論じる。図１の構造体１００は、この発明のシングルダイ実施例に従う例示的な構造体の断面図である。構造体１００は、図１ではプリント回路基板（ＰＣＢ）１５０に装着されて示される。構造体１００を参照して、半導体ダイ１１０はダイ装着材１１２によってダイ装着パッド１１１に装着される。半導体ダイ１１０などの「半導体ダイ」は本出願において「チップ」または「半導体チップ」とも称されることに留意されたい。ダイ装着パッド１１１はＡＵＳ−５はんだマスクであり得、これ（すなわちダイ装着パッド１１１）は半導体ダイ１１０のすぐ下のはんだマスクのセグメントを指す。はんだマスクの形成およびパターニングは、この出願の後の部分でより詳細に論じる。しかしながら、ダイ装着パッド１１１は、はんだマスク以外の材料を含んでもよい。ダイ装着パッド１１１の厚みは、たとえば１０．０から３０．０ミクロンであり得る。ダイ装着材１１２は、銀で
充填されたエポキシまたはビスマレイミドを含み得る。一般的に、ダイ装着材１１２は、導電性または電気絶縁性の熱硬化性接着剤またはその組合せであり得る。しかしながら、この発明のこの実施例では、ダイ装着材１１２は導電性でかつ熱を伝導する。
【００２３】
基板１２０の上面１１８にはんだマスク１１３が塗布される。はんだマスク１１３の厚みは、たとえば１０．０〜３０．０ミクロンであり得る。はんだマスク１１３はＡＵＳ−５であり得るが、はんだマスク１１３は他の材料を含んでもよい。基板１２０の底面１２４にはんだマスク１１５が塗布される。はんだマスク１１５の厚みも、たとえば１０．０から３０．０ミクロンであり得る。はんだマスク１１５もＡＵＳ−５であり得るが、はんだマスク１１５は他の材料を含んでもよい。基板１２０の上面１１８上に支持パッド１１７が作製され、１つの実施例では、支持パッド１１７は銅であり得る。しかしながら、支持パッド１１７は他の材料を含み得る。たとえば、支持パッド１１７は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金であり得る。この発明の１つの実施例では、半導体ダイ１１０を支持パッド１１７に直接にはんだ付けし得ることに留意されたい。支持パッド１１７の作製は、図５に関連してさらに後述する。
【００２４】
基板１２０の上面１１８上に基板ボンド領域１１４が作製される。図１の構造体１００において、基板ボンド領域１１４はニッケルめっきされた銅を含み得る。基板ボンド領域１１４は、ニッケルめっきされた銅の上に金めっき層をさらに含み得る。しかしながら、基板ボンド領域１１４は他の金属を含み得る。たとえば、基板ボンド領域１１４は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金であり得る。基板ボンド領域１１４の作製は図５に関連してさらに後述する。ボンディングワイヤ１１６の第１の端は、半導体ダイ１１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド１０８に結合される。ボンディングワイヤ１１６の第２の端は基板ボンド領域１１４に結合される。ボンディングワイヤ１１６は金であり得るか、またはアルミニウムなどの他の材料を含み得る。ボンディングワイヤ１１６の直径は約３０．０ミクロンであり得るか、または他の選択される直径であり得る。
【００２５】
基板１２０は、ポリテトラフルオロエチレンなどの２層有機積層材を含み得る。しかしながら、基板１２０は、ＦＲ４系積層材などの他の有機材料を含み得る。この発明の１つの実施例では、基板１２０はセラミック材料であり得る。図１の構造体１００においては、基板１２０の厚み１２２は約２００．０ミクロンであるが、この発明の他の実施例では基板１２０の厚みは異なり得る。
【００２６】
引き続き図１を参照して、第１の複数のビアとも称されるビア１２８ならびに第２の複数のビアとも称されるビア１２６およびビア１３０が基板１２０内に設けられる。ビア１２６、ビア１３０およびビア１２８は、基板１２０の上面１１８から底面１２４に延在する。ビア１２６、ビア１３０およびビア１２８は熱伝導材料を含み得る。ビア１２６、ビア１３０およびビア１２８は銅を含み得、実際には、例示的な構造体１００において、ビア１２６、ビア１３０およびビア１２８は銅で充填される。しかしながら、ビア１２６、ビア１３０およびビア１２８は、この発明の範囲から逸脱することがなければ、他の金属で充填され得る。この発明の別の実施例では、ビア１２６、ビア１３０およびビア１２８は金属で完全に充填されなくてもよい。一般的に、ビア１２８、ビア１２６およびビア１３０は同様の構造を有する。したがって、および図示される例として、例示的なビア１２６の構造を、図２Ａおよび図２Ｂに関連して、かつ（図２Ｂの破線２４２で囲まれる領域に対応する）破線１４２で囲まれる領域に特に関して、より詳細に説明する。
【００２７】
図１に示されるように、信号ボンディングワイヤ１３４の第１の端は半導体ダイ１１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド１０４に結合される。信号ボンディングワイヤ１３４の第２の端は基板信号ボンドパッド１３２に結合される。信号ボンディングワイヤ１３４は金であり得るか、またはアルミニウムなどの他の金属を含み得る。信号ボンディングワイ
ヤ１３４の直径は３０．０であるか、または他の選択される直径であり得る。図１にさらに示されるように、信号ボンディングワイヤ１４０の第１の端は半導体ダイ１１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド１０６に結合される。信号ボンディングワイヤ１４０の第２の端は基板信号ボンドパッド１３８に結合される。信号ボンディングワイヤ１４０は金であり得るか、またはアルミニウムなどの他の金属を含み得る。信号ボンディングワイヤ１４０の直径は３０．０であるか、または他の選択される直径であり得る。
【００２８】
図１において、基板１２０の上面１１８上に基板信号ボンドパッド１３２が作製される。構造体１００において、基板信号ボンドパッド１３２はニッケルめっきされた銅を含み得る。基板信号ボンドパッド１３２は、ニッケルめっきされた銅の上に金めっき層をさらに含み得る。しかしながら、基板信号ボンドパッド１３２は他の金属を含み得る。たとえば、基板信号ボンドパッド１３２は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金であり得る。基板信号ボンドパッド１３２の作製は図５に関連してさらに後述する。図１の構造体１００において、基板信号ボンドパッド１３２はビア１３０に重なる。この発明の別の実施例では、ビア１３０に重なる代わりに、基板信号ボンドパッド１３２はビア１３０に「当接する」。
【００２９】
基板信号ボンドパッド１３２と同様に、基板１２０の上面１１８上に基板信号ボンドパッド１３８が作製される。構造体１００において、基板信号ボンドパッド１３８はニッケルめっきされた銅を含み得る。基板信号ボンドパッド１３８はニッケルめっきされた銅の上に金めっき層をさらに含み得る。しかしながら、基板信号ボンドパッド１３８は他の金属を含み得る。たとえば、基板信号ボンドパッド１３８は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金であり得る。基板信号ボンドパッド１３８の作製は図５に関連してさらに後述する。構造体１００において、基板信号ボンドパッド１３８はビア１２６に重なる。この発明の別の実施例では、基板信号ボンドパッド１３８はビア１２６に当接する。
【００３０】
図１にも示されるように、基板１２０の底面１２４上にランド１４４が作製される。構造体１００において、ランド１４４は銅を含み得るが、ランド１４４は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属を含み得る。ランド１４４の作製は、図５に関連してさらに後述する。ランド１４４は、はんだ１４７によってＰＣＢ１５０に装着される。しかしながら、技術分野で公知の他の方法を用いてランド１４４をＰＣＢ１５０に装着してもよい。構造体１００において、ランド１４４はビア１２６に重なる。この発明の別の実施例では、ビア１２６に重なる代わりに、ランド１４４はビア１２６に当接する。
【００３１】
ランド１４４と同様に、基板１２０の底面１２４上にランド１４６が作製される。構造体１００において、ランド１４６は銅であり得るが、ランド１４６は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属を含み得る。ランド１４４の作製は図５に関連してさらに後述する。図１の構造体１００において、ランド１４６は、はんだ１４７によってＰＣＢ１５０に装着される。しかしながら、技術分野で公知の他の方法を用いてランド１４６をＰＣＢ１５０に装着してもよい。構造体１００において、ランド１４６はビア１３０に重なる。この発明の別の実施例では、ランド１４４はビア１２６に当接し得る。
【００３２】
さらに図１に示されるように、基板１２０の底面１２４上にヒートスプレッダ１４８が作製される。構造体１００において、ヒートスプレッダ１４８は銅であり得るが、ヒートスプレッダ１４８はアルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属を含み得る。例示的な構造体１００において、ヒートスプレッダ１４８は、はんだ１４７によってＰＣＢ１５０に装着される。しかしながら、技術分野で公知の他の方法を用いてヒ
ートスプレッダ１４８をＰＣＢ１５０に装着してもよい。ヒートスプレッダ１４８の作製は図５に関連して詳細に論じる。
【００３３】
図２Ａは、図１の領域１４２に対応する図２Ｂの領域２４２の上面図である。特に、基板２２０、ビア２２６および基板信号ボンドパッド２３８は、それぞれ図１の基板１２０、ビア１２６および基板信号ボンドパッド１３８に対応する。図２Ａはビアホール２６２も示す。ビアホール２６２は、図２Ａの線１−１に沿った断面図である図１には見られない。しかしながら、図２Ｂは図２Ａの線Ｂ−Ｂに沿った断面図であるので、ビアホール２６２は図２Ｂに見られる。ビア２２６、ボンドパッド２３８およびビアホール２６２は図２Ｂに関連して詳細に後述する。
【００３４】
図２Ｂは、図２Ａの線Ｂ−Ｂに沿った領域２４２の断面図である。しかしながら、図１の領域１４２は図２Ａの線１−１に沿った断面を示す。特に、上面２１８、基板２２０、底面２２４、ビア２２６、基板信号ボンドパッド２３８およびランド２４４は、それぞれ図１の上面１１８、基板１２０、底面１２４、ビア１２６、基板信号ボンドパッド１３８およびランド１４４に対応する。
【００３５】
図２Ｂにおいて、ランドパッドの厚み２５２は約１２．７から３０．０ミクロンであり得る。ビアドリル直径２５４は１５０．０ミクロンであり得る一方、ボンドパッドの厚み２５６は約１２．７から３０．０ミクロンであり得る。ビア壁厚み２５８は約２０．０ミクロンであり得る。ビアホール直径２６０は約１１０．０ミクロンであり得る。図示を容易にするため、図２Ａおよび図２Ｂのさまざまな寸法は縮尺どおりに描かれていないことに留意されたい。
【００３６】
ビア２２６の作製は基板２２０で始まる。この発明の１つの実施例では、基板２２０の上面２１８および底面２２４の上に銅が積層され得る。基板２２０の上面２１８および底面２２４の上に積層される銅の厚みは、たとえば１５．０ミクロンであり得る。しかしながら、基板２２０の上面２１８および底面２２４の上に他の金属が積層されてもよい。たとえば、基板２２０の上面２１８および底面２２４上に積層される金属は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金であり得る。次に、ビアドリル直径２５４を有するビア開口が、予め定められた場所に基板２２０を貫通してドリルであけられる。次に基板２２０が銅でめっきされて、ビア壁厚み２５８に対応するビア開口の内側上に銅層を生じる。しかしながら、基板２２０は他の金属でめっきされてもよい。こうして、図２Ａおよび図２Ｂに示されるようなビアホール直径２６２を有するビア２２６が作製される。ビア２２６を作製する上述のプロセスは、図１の構造体１００のビア１３０およびビア１２８の作製にも適用される。
【００３７】
図３の構造体３００は、簡単に述べると基板１２０（図１）をダイシングして図３の構造体３００に対応する図１の構造体１００などの「シンギュレーションされた」（singulated）構造を達成するステップを含む、「ソーシンギュレーション」（saw singulation
）ステップ完了後の、この発明の１つの実施例に従う例示的な構造の上面図である。ソーシンギュレーションステップは、図５に関連してより詳細に説明されるプロセスの最後のステップのうちの１つである。したがって、構造体３００は、図１の基板１２０に対応する基板３２０を含む。しかしながら、図１の構造体１００に対して、構造体３００においては、基板ボンドパッドはビアに重なる代わりにこれに当接する。たとえば、基板信号ボンドパッド３３８は、ビア３２６に重なるのではなくこれに当接して示される。これは、ビア１２６に当接するのではなく重なって示される図１の基板信号ボンドパッド１３８とは対照的である。引き続き構造体３００を参照して、ボンディングワイヤ３４０の第１の端は基板信号ボンドパッド３３８に結合される。ボンディングワイヤ３４０の第２の端は半導体ダイ３１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド３０６に結合される。簡潔さを保つた
め、図３に図示されるのは、ビア３２６、基板信号ボンドパッド３３８、ボンディングワイヤ３４０および半導体ダイ信号ボンドパッド３０６のみであることに留意されたい。
【００３８】
図３の構造体３００の形状は方形であり得る。たとえば、シンギュレーションされた構造体３００の基板３２０の辺３８４および辺３８６は各々４．０ｍｍであり得る。他の例として、他の方形の「パッケージサイズ」は、５．０ｍｍ×５．０ｍｍ、６．０ｍｍ×６．０ｍｍまたは７．０ｍｍ×７．０ｍｍであり得る。別の実施例では、構造体３００の形状は矩形であり得る。矩形の実施例の「パッケージサイズ」は３．９ｍｍ×４．９ｍｍであり得る。他の例として、矩形の実施例の他の「パッケージサイズ」は、４．４ｍｍ×６．５ｍｍまたは４．４ｍｍ×７．８ｍｍであり得る。
【００３９】
図４の構造体４００は、「ソーシンギュレーション」ステップ完了後の、この発明の１つの実施例に従う例示的な構造体の底面図である。構造体４００は、図１の基板１２０に対応する基板４２０を含む。しかしながら、図１の構造体１００に対して、構造体４００においては、ランドはビアに重なる代わりにこれに当接する。たとえば、ランド４４４は、ビア４２６に重なるのではなくこれに当接して示される。これは、ビア１２６に当接するのではなく重なって示される図１のランド１４４とは対照的である。さらに、図４のトレース４１４、４３０、４３６および４４２などの、ランドとビアとをヒートスプレッダに接続するトレースは、図１の構造体１００では利用されない。
【００４０】
図４は、基板４２０の底面４２４を示す。ランド４１２、４２８、４３２、４４０および４４４は、それぞれビア４０２、４２５、４３４、４３８および４２６に当接する。トレース４１４はビア４０２とヒートスプレッダ４４８とを接続する。トレース４３６はビア４３４とヒートスプレッダ４４８とを接続する。トレース４３０はランド４２８とヒートスプレッダ４４８とを接続する。トレース４４２はランド４４０とヒートスプレッダ４４８とを接続する。したがって、ビア４０２、４２５、４３４および４３８は、それぞれトレース４１４、４３０、４３６および４４２によってヒートスプレッダ４４８に接続される。ランドピッチ４４５は、たとえば５００．０ミクロンであり得る。ランド幅４４６は、たとえば２５０．０ミクロンであり得る。簡潔さを保つため、図４に図示されるのは、ビア４０２、４２５、４２６、４３４および４３８、ならびにランド４１２、４２８、４３２、４４０および４４４のみであることに留意されたい。
【００４１】
別の実施例では、図４のヒートスプレッダ４４８などのヒートスプレッダにビアおよびランドを直接に接続するのに図４のトレース４１４、４３０、４３６および４４２などのトレースを用いない。この実施例では、図４のランド４１２、４２８、４３２および４４０などのランドは、図４のヒートスプレッダ４４８などの接地には接続されないが、「信号」ランドとして用いられるであろう。
【００４２】
図５を参照して、図１の構造体１００を作製するプロセスの例を論じる。ステップ５０２でプロセスが開始する。ステップ５０４で、積層銅基板のストリップにビア開口をドリルであける。たとえば、ストリップは、積層銅基板の１８インチ×２４インチパネルであり得る。図１の基板１２０は積層銅基板のストリップの一部に対応する。典型的に、構造体１００の複数のユニットは、積層銅基板のストリップ上に組立てられる。構造体１００の複数の組立てられたユニットは、組立プロセスの後のステップで個々のユニットに分離される。積層銅基板にドリルであけたビア開口の直径は約１５０．０ミクロンであり得る。
【００４３】
典型的に、すべてのビア開口は、複数のダイヤモンドビットを用いて一度にドリルであけられる。ステップ５０６で、ビア開口の側壁は無電解めっき浴中で銅でめっきされる。背景として、無電解めっきとは、還元化学浴によってさまざまな材料の表面上に銅、ニッ
ケル、銀、金またはパラジウムなどの金属を堆積させるステップを含むめっき方法を指す。無電解めっき浴の結果、ビアは、積層銅基板の上面と底面との間の導電および熱伝導を行なう。１つの実施例では、無電解めっきプロセスの完了後、図２Ｂのビアホール直径２６０などのビアホール直径は約１１０．０ミクロンである。
【００４４】
ステップ５０８で、ビア開口は銅で充填される。ビア開口にさらに銅を加えることで、熱の流れのための断面積がより大きくなり、ビアの熱伝導性が高まる。さらに、電流の流れのための断面積をより大きくすることで、ビアの導電性が高まる。この実施例では、ビア開口は部分的に（またはほとんど完全に）銅で充填される一方、別の実施例では、ビア開口は銅で完全に充填される。この発明の１つの実施例では、ビアはタングステンで充填される。その実施例では、タングステンで充填されたビアは非常に丈夫なのでビアへの直接の結合が可能になる。
【００４５】
ステップ５１０で、マスクを用いて基板の上面および底面上のメタライゼーション層上の導体をパターニングする。この例示的な実施例では、メタライゼーション層は銅であり得る。ステップ５１２で過剰な銅がエッチングで除去され、その結果、基板の上面および底面上にプリント回路とも称される規定された金属配線または金属トレースパターンが生じる。たとえば、図４の構造体４００では、底面４２４上のパターニングされたメタライゼーション層は、とりわけ、ヒートスプレッダ４４８、ランド４１２、４１８、４２８、４３２および４４０、ならびにトレース４１４、４３０、４３６および４４２を含む。
【００４６】
ステップ５１４で、基板の上面および底面にはんだマスクが塗布され、それにより、基板の上面および底面上の露出されパターニングされた銅が覆われる。はんだマスクは基板の上面に半導体ダイを固定するのに用いられるダイ装着材の接着品質を向上させる。たとえば、図１の構造体１００において、はんだマスク１１３は、基板１２０の上面１１８に半導体ダイ１１０を固定する際のダイ装着材１１２の接着品質を向上させる。はんだマスクは、基板信号ボンドパッド、基板ボンド領域およびランドの汚染も防止する。
【００４７】
ステップ５１６で、はんだマスクはエッチングで除去され、ボンディングおよびはんだ付けが行われるプリント回路区域の銅を露出する。たとえば、はんだマスクはエッチングで除去されて、図１の基板ボンド領域１１４、基板信号ボンドパッド１３２および１３８、ランド１４４および１４６、ならびにヒートスプレッダ１４８を露出する。ステップ５１８で、ボンディングおよびはんだ付けが行われるプリント回路区域の露出された銅がニッケル層でめっきされ、その後、ニッケルめっきされた銅の上に金メッキ層が設けられる。金／ニッケルめっきは、露出された銅が酸化するのを防止する。さらに、金／ニッケルめっきで、図１の基板信号ボンドパッド１３２および１３８ならびに基板ボンド領域１１４などのプリント回路の基板領域およびボンドパッドでのボンディングのため、露出された銅を整える。さらに、金／ニッケルめっきで、図１のランド１４４および１４６ならびにヒートスプレッダ１４８などのプリント回路のランドおよびヒートスプレッダでのはんだ付けのため、露出された銅を整える。
【００４８】
ステップ５２０で、ダイ装着材料でダイ装着パッドに半導体ダイを装着する。図１の構造体１００において、たとえば、半導体ダイ１１０は、ダイ装着材１１２によってダイ装着パッド１１１に装着される。上述のように、ダイ装着パッド１１１はＡＵＳ−５はんだマスクであり得、それ（すなわちダイ装着パッド１１１）とは、半導体ダイ１１０のすぐ下のはんだマスクのセグメントのことである。ダイ装着材料、たとえば図１に示される装着材１１２は、銀で充填されたエポキシまたはビスマレイミドを含み得る。一般的に、ダイ装着材料は、導電性または電気絶縁性の熱硬化性接着剤またはその組合せであり得る。この発明の別の実施例では、半導体ダイは、図１の支持パッド１１７などの支持パッドに直接にはんだ付けされ得る。
【００４９】
ステップ５２２で、図１の半導体ダイ信号ボンドパッド１０４および１０６などの半導体ダイボンドパッドと、図１の基板信号ボンドパッド１３２および１３８などのプリント回路ボンドパッドとの間でワイヤボンディングが行われる。図３の構造体３００においては、たとえば、ワイヤボンディングは、半導体ダイボンドパッド３０６と基板信号ボンドパッド３３８との間で行われる。図１の構造体１００では、信号ボンディングワイヤ１３４および１４０などの、ワイヤボンディングに用いるボンディングワイヤは金を含み得る。ステップ５２４で、図１の半導体ダイ１１０、信号ボンディングワイヤ１３４および１４０、ならびにボンディングワイヤ１１６などの半導体ダイおよびボンディングワイヤは、適切なモールド材（mold compound）の中に封入される。モールド材は、後の製造プロ
セスおよび使用中の化学的汚染または物理的損傷からの保護を与える。モールド材は、たとえば、多官能エポキシ、ノボラックおよびビフェニルレジンまたはその組合せなどの化合物を含み得る。
【００５０】
ステップ５２６で、構造体１００の組立てられた複数のユニットを含むストリップは、個々のユニットにソーシンギュレーションされる。ソーシンギュレーションにおいて、構造体１００の組立てられた個々のユニットは、構造体１００の組立てられた複数のユニットを含むストリップからダイシングされて、その結果、構造体１００などの多数の構造体ができる。図５を参照して説明されたプロセスは図１の構造体１００を作製する単なる１つの方法であることに留意されたい。図５に関連して論じられる各個別のステップまたは方法全体に対する変更および修正が当業者には明らかであることにも留意されたい。ステップ５２８で、図１の構造体１００を作製する例示的なプロセスが終了する。
【００５１】
図６の構造体６００は、「ソーシンギュレーション」ステップ完了後の、この発明の１つの実施例に従う例示的な構造体の上面図である。しかしながら、半導体ダイおよびボンディングワイヤは図６には示されない。構造体６００は、図１の基板１２０に対応する基板６２０を含む。しかしながら、図１の構造体１００に対し、構造体６００においては、基板ボンドパッドはトレースによってビアに接続される。たとえば、トレース６１０は基板信号ボンドパッド６３８とビア６２６とを接続する。これに対し、図１の構造体１００においては、ボンドパッドはビアに重なる。たとえば、基板信号ボンドパッド１３８は図１のビア１２６に重なる。
【００５２】
図６は基板６２０の上面６１８を示す。トレース６０４は基板ボンドパッド６０６とビア６０２とを接続する。トレース６１０は基板ボンドパッド６３８とビア６２６とを接続する。トレース６１６は基板ボンドパッド６１７とビア６１４とを接続する。図６はダイ装着区域６２２も示す。簡潔さを保つため、図６で図示されるのは、ビア６０２、６２６および６１４、トレース６０４、６１０および６１６、ならびに基板ボンドパッド６０６、６１７および６３８のみであることに留意されたい。
【００５３】
図６の構造体６００において、ビア６０２はダイ装着区域６２２に隣接して設けられる。ビア６０２は、図１の構造体１００の支持パッド１１７などの共通の接地接続に接続され得る。ダイ装着区域６２２の角にビア６１４が設けられる。構造体６００において、ビア６１４は、図１の構造体１００の支持パッド１１７などの、図６には図示されない共通の接地接続に接続され得る。図６の構造体６００において、ビア６２６などの「周辺」ビアは典型的に「信号」ビアとして機能する。
【００５４】
図６の構造体６００において、トレース６０４、６１０および６１６は、それぞれ基板ボンドパッド６０６、６３８および６１７をビア６０２、６２６および６１４に接続する。トレース６０４、６１０および６１６の長さは異なっている。したがって、基板ボンドパッド６０６、６３８および６１７は、それぞれビア６０２、６２６および６１４から異
なった距離にある。さらに、トレース６０４およびトレース６１６の厚みは異なっている。図６の構造体６００は、さまざまな基板ボンドパッドおよびビア場所の利用、トレース長ならびにトレース厚の設計柔軟性をもたらす。
【００５５】
ＩＩ  この発明のマルチダイ実施例
この発明の実施例は、マルチダイ（またはマルチチップ）リードレスキャリアに向けられる。この実施例では、この発明のリードレスチップキャリアにおいて２つ以上のダイを利用する。上述のように、同じ「パッケージ」に２つ以上のダイを収容することは、ダイを別個にパッケージするよりも有利であり得る。さらに、同じパッケージに２つ以上のダイを収容するという選択肢は、単一のダイに２つ以上のダイの機能を含むという選択肢に対しても有利であり得る。たとえば、上述のように、単一のダイにデジタル機能およびＲＦアナログ機能などの異なる機能を組合せることにより、電圧レベルのわずかな変動にはあまり敏感でないデジタル回路が生成するノイズが、小さな電圧変動にかなり敏感なＲＦアナログ回路に許容不可能な量結合される結果を招き得る。したがって、２つの別個のダイにデジタルおよびアナログＲＦ機能を別個にもたせることが好ましいことが多い。
【００５６】
図７の構造体７００は、「ソーシンギュレーション」ステップ完了後の、この発明の「マルチダイ」実施例に従う例示的な構造体の上面図である。構造体７００は、図１の基板１２０に対応する基板７２０を含む。しかしながら、図１の構造体１００に対して、構造体７００は、基板７２０の上面７１８上に、２つの半導体ダイ、すなわち半導体ダイ７１０および半導体ダイ７１２を含む。
【００５７】
図７で、信号ボンディングワイヤ７１４の第１の端は半導体ダイ７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７２６に結合され、信号ボンディングワイヤ７１４の第２の端は基板信号ボンドパッド７２２に結合される。同様に、信号ボンディングワイヤ７１６の第１の端は半導体７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７２８に結合され、信号ボンディングワイヤ７１６の第２の端は基板信号ボンドパッド７２４に結合される。さらに、信号ボンディングワイヤ７３０の第１の端は半導体ダイ７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７３４に結合され、信号ボンディングワイヤ７３０の第２の端は基板信号ボンドパッド７３２に結合される。
【００５８】
基板７２０の上面７１８上に基板信号ボンドパッド７２２、７２４および７３２が作製される。構造体７００において、基板信号ボンドパッド７２２、７２４および７３２はニッケルめっきされた銅を含み得る。基板信号ボンドパッド７２２、７２４および７３２は、ニッケルめっきされた銅の上に金メッキ層をさらに含み得る。しかしながら、基板信号ボンドパッド７２２、７２４および７３２は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属も含み得る。信号ボンディングワイヤ７１４、７１６および７３０は金であり得るか、またはアルミニウムなどの他の金属を含み得る。信号ボンディングワイヤ７１４、７１６および７３０の直径は３０．０ミクロンであるか、またはその他の選択される直径であり得る。
【００５９】
さらに図７に示されるように、ボンディングワイヤ７３６の第１の端は半導体ダイ７１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド７４０に結合され、ボンディングワイヤ７３６の第２の端は基板ボンド領域７３８に結合される。基板７２０の上面７１８上に基板ボンド領域７３８が作製される。図１の構造体１００の基板ボンド領域１１４に対応する基板ボンド領域７３８は、一般的に、ボンド領域１１４と同じ材料を含む。図７の構造体７００において、基板ボンド領域７３８はニッケルめっきされた銅を含み得、ニッケルめっきされた銅の上に金めっき層をさらに含み得る。しかしながら、基板ボンド領域７３８は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属も含み得る。ボンディングワイヤ７３６は金であり得るか、またはアルミニウムなどの他の金属を含み得る。上述の信
号ボンディングワイヤ７１４、７１６および７３０と同様に、ボンディングワイヤ７３６の直径も３０．０ミクロンであるか、またはその他の選択される直径であり得る。
【００６０】
図７にさらに示されるように、信号ボンディングワイヤ７４２の第１の端は半導体ダイ７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７４８に結合され、信号ボンディングワイヤ７４２の第２の端は半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７５４に結合される。同様に、信号ボンディングワイヤ７４４の第１の端は半導体ダイ７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７５０に結合され、信号ボンディングワイヤ７４４の第２の端は半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７５６に結合される。さらに、信号ボンディングワイヤ７４６の第１の端は半導体ダイ７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７５２に結合され、信号ボンディングワイヤ７４６の第２の端は半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７５８に結合される。上述の信号ボンディングワイヤ７１４、７１６および７３０と同様に、信号ボンディングワイヤ７４２、７４４および７４６は金であり得るか、またはアルミニウムなどの他の金属を含み得、信号ボンディングワイヤ７４２、７４４および７４６の直径は３０．０ミクロンであるか、またはその他の選択される直径であり得る。
【００６１】
図７において、信号ボンディングワイヤ７６０の第１の端は半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７６８に結合され、信号ボンディングワイヤ７６０の第２の端は基板信号ボンドパッド７６４に結合される。さらに、信号ボンディングワイヤ７６２の第１の端は半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７７０に結合され、信号ボンディングワイヤ７６２の第２の端は基板信号ボンドパッド７６６に結合される。同様に、信号ボンディングワイヤ７７２の第１の端は半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７７６に結合され、信号ボンディングワイヤ７７２の第２の端は基板信号ボンドパッド７７４に結合される。上述の基板信号ボンドパッド７２２、７２４および７３２と同様に、基板信号ボンドパッド７６４、７６６および７７４は基板７２０の上面７１８上に作製される。構造体７００において、基板信号ボンドパッド７６４、７６６および７７４はニッケルめっきされた銅を含み得る。基板信号ボンドパッド７６４、７６６および７７４は、ニッケルめっきされた銅の上に金めっき層をさらに含み得る。しかしながら、基板信号ボンドパッド７６４、７６６および７７４は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属も含み得る。上述の信号ボンディングワイヤ７１４、７１６および７３０と同様に、信号ボンディングワイヤ７６０、７６２および７７２は金であり得るか、またはアルミニウムなどの他の金属を含み得る。信号ボンディングワイヤ７６０、７６２および７７２の直径も３０．０ミクロンであるか、またはその他の選択される直径であり得る。
【００６２】
さらに図７に示されるように、ボンディングワイヤ７７８の第１の端は半導体ダイ７１２上の半導体ダイ接地ボンドパッド７８２に結合され、ボンディングワイヤ７７８の第２の端は基板ボンド領域７８０に結合される。基板ボンド領域７３８と同様に、基板ボンド領域７８０は基板７２０の上面７１８上に作製される。図１の構造体１００の基板ボンド領域１１４に対応する基板ボンド領域７８０は、一般的に、ボンド領域１１４と同じ材料を含む。図７の構造体７００においては、基板ボンド領域７８０はニッケルめっきされた銅を含み得、ニッケルめっきされた銅の上に金めっき層をさらに含み得る。しかしながら、基板ボンド領域７８０は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属も含み得る。ボンディングワイヤ７７８は金、またはアルミニウムなどの他の金属を含み得、ボンディングワイヤ７７８の直径も３０．０ミクロンであるか、またはその他の選択される直径であり得る。
【００６３】
図７にさらに示されるように、基板７２０の上面７１８上にトレース７８４が作製され、基板信号ボンドパッド７３２と基板信号ボンドパッド７７４とを接続する。構造体７０
０において、トレース７８４は銅であり得るが、トレース７８４は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などのその他の金属を含み得る。簡潔さを保つため、図７では、基板信号ボンドパッド７２２、７２４、７３２、７６４、７６６および７７４、基板ボンド領域７３８および７８０、半導体ダイ７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７２６、７２８、７４８、７５０および７５２、半導体ダイ７１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド７４０、半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７５４、７５６、７５８、７６８および７７０、ならびに半導体ダイ７１２上の半導体ダイ接地パッド７８２のみが本明細書中で具体的に論じられることに留意されたい。
【００６４】
図８の構造体８００は、図７の線８−８に沿った「マルチダイ」構造体７００の断面図に対応する。特に、構造体８００の半導体ダイ８１０および８１２は、それぞれ構造体７００の半導体ダイ７１０および７１２に対応する。さらに、構造体８００の基板信号ボンドパッド８２２、８２４、８６４および８６６は、構造体７００の基板信号ボンドパッド７２２、７２４、７６４および７６６に対応する。さらに、構造体８００の基板ボンド領域８３８および８８０は、それぞれ構造体７００の基板ボンド領域７３８および７８０に対応する。構造体８００の信号ボンディングワイヤ８１４、８１６、８６０、８６２および８４６は、それぞれ構造体７００の信号ボンディングワイヤ７１４、７１６、７６０、７６２および７４６に対応し、構造体８００のボンディングワイヤ８３６および８７８は、それぞれ構造体７００のボンディングワイヤ７３６および７７８に対応する。
【００６５】
引き続き図８を参照して、構造体８００の半導体ダイ８１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド８２６、８２８および８５２は、それぞれ構造体７００の半導体ダイ７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７２６、７２８および７５２に対応する。さらに、構造体８００の半導体ダイ８１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド８４０は、構造体７００の半導体ダイ７１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド７４０に対応する。さらに、構造体８００の半導体ダイ８１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド８５８、８６８および８７０は、それぞれ構造体７００の半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７５８、７６９および７７０に対応する。さらに、構造体８００の半導体ダイ８１２上の半導体ダイ接地パッド８８２は、構造体７００の半導体ダイ７１２上の半導体ダイ接地パッド７８２に対応する。
【００６６】
図８に見られるように、構造体８００はＰＣＢ８９８に装着される。半導体ダイ８１０および８１２は、それぞれダイ装着材８０４およびダイ装着材８０８によってダイ装着パッド８０２および８０６に装着される。ダイ装着パッド８０２および８０６は図１の構造体１００のダイ装着パッド１１１と類似しており、ＡＵＳ−５はんだマスクを含み得る。ダイ装着パッド８０２および８０６は、半導体ダイ８１０および８１２のすぐ下のはんだマスクのセグメントを指す。ダイ装着パッド８０２および８０６の厚みは、たとえば１０．０から３０．０ミクロンであり得る。ダイ装着材８０４およびダイ装着材８０８は図１の構造体１００のダイ装着材１１２と類似しており、銀で充填されたエポキシまたビスマレイミドを含み得る。一般的に、ダイ装着材８０４およびダイ装着材８０８は、導電性のまたは電気絶縁性の熱硬化性接着剤またはその組合せであり得る。しかしながら、この実施例では、ダイ装着材８０４およびダイ装着材８０８は導電性でありかつ熱を伝導する。
【００６７】
図８にさらに示されるように、基板８２０の上面８１８にはんだマスク８１３が塗布される。はんだマスク８１３は図１の構造体１００のはんだマスク１１３に対応し、一般的にはんだマスク１１３と同じ材料を含む。はんだマスク８１３はＡＵＳ−５であり得るが、はんだマスク８１３は他の材料を含んでもよい。はんだマスク８１５も基板８２０の底面８２５に塗布され、図１の構造体１００のはんだマスク１１５に対応する。はんだマスク８１５もＡＵＳ−５または他の材料を含み得る。はんだマスク８１３および８１５の厚みは、たとえば１０．０から３０．０ミクロンであり得る。
【００６８】
図８では、信号ボンディングワイヤ８１４の第１の端は半導体ダイ８１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド８２６に結合され、信号ボンディングワイヤ８１４の第２の端は基板信号ボンドパッド８２２に結合される。さらに、信号ボンディングワイヤ８１６の第１の端は半導体ダイ８１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド８２８に結合され、信号ボンディングワイヤ８１６の第２の端は基板信号ボンドパッド８２４に結合される。基板信号ボンドパッド８２２および８２４は、それぞれ図１の構造体１００の基板信号ボンドパッド１３８および１３２に対応し、一般的に基板信号ボンドパッド１３８および１３２と同じ材料を含む。基板８２０の上面８１８上に基板信号ボンドパッド８２２および８２４が作製される。構造体８００において、基板信号ボンドパッド８２２および８２４は、それぞれビア８２７および８３１に重なる。この発明の別の実施例では、ビア８２７および８３１に重なる代わりに、基板信号ボンドパッド８２２および８２４は、それぞれビア８２７および８３１に「当接する」。信号ボンディングワイヤ８１４および８１６は、それぞれ図１の構造体１００の信号ボンディングワイヤ１４０および１３４に対応し、一般的に信号ボンディングワイヤ１４０および１３４と同じ材料を含む。
【００６９】
さらに図８に示されるように、ボンディングワイヤ８３６の第１の端は半導体８１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド８４０に結合され、ボンディングワイヤ８３６の第２の端は基板ボンド領域８３８に結合される。基板ボンド領域８３８は図１の構造体１００の基板ボンド領域１１４と類似しており、一般的にボンド領域１１４と同じ材料を含む。基板８２０の上面８１８上に基板ボンド領域８３８が作製される。ボンディングワイヤ８３６は図１の構造体１００のボンディングワイヤ１１６と類似しており、一般的にボンディングワイヤ１１６と同じ材料を含む。
【００７０】
さらに図８に示されるように、信号ボンディングワイヤ８４６の第１の端は半導体ダイ８１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド８５２に結合され、信号ボンディングワイヤ８４６の第２の端は半導体ダイ８１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド８５８に結合される。信号ボンディングワイヤ８４６は金であり得るか、またはアルミニウムなどの他の金属を含み得る。信号ボンディングワイヤ８４６の直径は３０．０ミクロンであるか、または選択されるその他の直径であり得る。
【００７１】
図８において、信号ボンディングワイヤ８６０の第１の端は半導体ダイ８１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド８６８に結合され、信号ボンディングワイヤ８６０の第２の端は基板信号ボンドパッド８６４に結合される。さらに、信号ボンディングワイヤ８６２の第１の端は半導体ダイ８１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド８７０に結合され、信号ボンディングワイヤ８６２の第２の端は基板信号ボンドパッド８６６に結合される。基板信号ボンドパッド８６４および８６６は、それぞれ構造体８００の基板信号ボンドパッド８２２および８２４に対応し、さらに図１の構造体１００の基板信号ボンドパッド１３８および１３２に対応する。基板８２０の上面８１８上に基板信号ボンドパッド８６４および８６６が作製される。構造体８００において、基板信号ボンドパッド８６４および８６６は基板信号ボンドパッド８２２および８２４と同じ材料を含む。構造体８００において、基板信号ボンドパッド８６４および８６６は、それぞれビア８３７および８４１に重なる。この発明の別の実施例では、ビア８３７および８４１に重なる代わりに、基板信号ボンドパッド８６４および８６６は、それぞれビア８３７および８４１に「当接する」。信号ボンディングワイヤ８６０および８６２は、それぞれ図８の構造体８００の信号ボンディングワイヤ８１４および８１６に対応し、さらに図１の構造体１００の信号ボンディングワイヤ１４０および１３４にも対応し、一般的に信号ボンディングワイヤ１４０および１３４と同じ材料を含む。
【００７２】
さらに図８に示されるように、ボンディングワイヤ８７８の第１の端は半導体ダイ８１
２上の半導体ダイ接地ボンドパッド８８２に結合され、ボンディングワイヤ８７８の第２の端は基板ボンド領域８８０に結合される。構造体８００において、基板ボンド領域８８０は基板ボンド領域８３８に対応し、さらに図１の構造体１００の基板ボンド領域１１４にも対応する。基板ボンド領域８３８と同様に、基板８２０の上面８１８上に基板ボンド領域８８０が作製され、基板ボンド領域８３８と同じ材料を含む。構造体８００において、ボンディングワイヤ８７８はボンディングワイヤ８３６に対応し、さらに図１の構造体１００のボンディングワイヤ１１６にも対応する。
【００７３】
引き続き図８を参照して、基板８２０の上面８１８上に支持パッド８１７および８１９が作製される。支持パッド８１７および８１９は図１の構造体１００の支持パッド１１７と類似しており、銅を含むか、またはアルミニウム、モリブデン、タングステンもしくは金などの他の金属を含み得る。基板８２０はポリテトラフルオロエチレンなどの２層有機積層材を含み得る。しかしながら、基板８２０はＦＲ４系積層材およびＢＴ（ビスマレイミドトリアゼン）などのその他の有機材料を含み得る。１つの実施例では、基板８２０はセラミック材料であり得る。図８の構造体８００において、基板８２０の厚み８２３は約２００．０ミクロンであるが、この発明の他の実施例では基板８２０の厚みは異なり得る。基板８２０の厚み８２３は図１の構造体１００の基板１２０の厚み１２２に対応する。
【００７４】
引き続き図８を参照して、基板８２０内にビア８２７、８３１、８３７、８４１、ビア８２９およびビア８３９が設けられる。ビア８２７および８３７は図１の構造体１００のビア１２６に対応し、ビア８３１および８４１は図１の構造体１００のビア１３０に対応する。ビア８２９およびビア８３９は図１の構造体１００のビア１２８に対応する。ビア８２７、８３１、８３７、８４１、ビア８２９およびビア８３９は基板８２０の上面８１８から底面８２５に延在し、銅で充填される。しかしながら、ビア８２７、８３１、８３７、８４１、ビア８２９およびビア８３９は、この発明の範囲から逸脱しなければ、他の金属で充填され得る。この発明の別の実施例では、ビア８２７、８３１、８３７、８４１、ビア８２９およびビア８３９は金属で完全に充填されなくてもよい。
【００７５】
さらに図８に示されるように、基板８２０の底面８２５上にランド８４３、８４５、８４７および８４９が作製される。ランド８４３および８４７は図１の構造体１００のランド１４４に対応し、ランド８４５および８４９は図１の構造体１００のランド１４６に対応する。ランド８４３、８４５、８４７および８４９は銅を含み得るが、ランド８４３、８４５、８４７および８４９は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属を含み得る。ランド８４３、８４５、８４７、および８４９は、それぞれはんだ８５１、８５３、８５５および８５７でＰＣＢ８９８に装着される。しかしながら、技術分野で公知の他の方法を用いてランド８４３、８４５、８４７および８４９をＰＣＢ８９８に装着してもよい。構造体８００において、ランド８４３、８４５、８４７および８４９は、それぞれビア８２７、８３１、８３７および８４１に重なる。この発明の別の実施例では、ビア８２７、８３１、８３７および９４１に重なる代わりに、ランド８４３、８４５、８４７および８４９は、それぞれビア８２７、８３１、８３７および９４１に当接する。
【００７６】
図８に示されるこの発明の本実施例において、基板８２０の底面８２５上に２つの別個のヒートスプレッダ８５９および８６１が作製される。各々のヒートスプレッダ８５９または８６１は図１の構造体１００のヒートスプレッダ１４８に類似しており、一般的にヒートスプレッダ１４８と同じ材料を含む。構造体８００において、ヒートスプレッダ８５９および８６１は銅であり得るか、またはアルミニウム、モリブデン、タングステンもしくは金などの他の金属であり得る。例示的な構造体８００では、ヒートスプレッダ８５９および８６１は、それぞれはんだ８６３および８６５によって、または技術分野で公知の他の方法を用いて、ＰＣＢ８９８に装着される。最後に、構造体８００は図５に関連して
説明されたものと同様の工程を用いて作製されるので、ここでは工程は繰返さないことに留意されたい。
【００７７】
構造体８００に図示されるこの発明の実施例と対照的に、構造体９００は、２つの別個のヒートスプレッダ８５９および８６１の代わりに単一の連続的なヒートスプレッダ９６７を利用する、この発明の実施例に従う別の例示的なマルチダイ構造体の断面図である。構造体９００は、図８の構造体８００の基板８２０に対応する基板９２０を含む。
【００７８】
図９において、構造体９００の半導体ダイ９１０および９１２は、それぞれ図８の構造体８００の半導体ダイ８１０および８１２に対応する。さらに、構造体９００のダイ装着パッド９０２および９０６は、それぞれ構造体８００のダイ装着パッド８０２および８０６に対応する。さらに、構造体９００のダイ装着材９０４およびダイ装着材９０８は、それぞれ構造体８００のダイ装着材８０４および８０８に対応する。さらに、構造体９００のはんだマスク９１３および９１５は、それぞれ構造体８００のはんだマスク８１３および８１５に対応する。
【００７９】
さらに図９において、半導体ダイ９１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド９２６および９５２は、それぞれ図８の構造体８００の半導体ダイ８１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド８２６および８５２に対応する。半導体ダイ９１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド９４０は構造体８００の半導体ダイ８１０上の半導体ダイ接地パッド８４０に対応する。さらに、半導体ダイ９１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド９５８および９７０は、それぞれ構造体８００の半導体ダイ８１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド８５８および８７０に対応する。
【００８０】
さらに図９に示されるように、構造体９００の信号ボンディングワイヤ９１４、９４６および９６２は、それぞれ図８の構造体８００の信号ボンディングワイヤ８１４、８４６および８６２に対応する。さらに、構造体９００のボンディングワイヤ９３６および９７８は、それぞれ構造体８００のボンディングワイヤ８３６および８７８に対応する。さらに、構造体９００の基板信号ボンドパッド９２２および９６６は、それぞれ構造体８００の基板信号ボンドパッド８２２および８６６に対応する。さらに、構造体９００の基板ボンド領域９３８および９８０は、それぞれ構造体８００の基板ボンド領域８３８および８８０に対応する。
【００８１】
さらに図９に示されるように、構造体９００の支持パッド９１７および９１９は、それぞれ図８の構造体８００の支持パッド８１７および８１９に対応する。さらに、構造体９００のビア９２７、９４１、ビア９２９およびビア９３９は、それぞれ構造体８００のビア８２７、８４１、ビア８２９およびビア８３９に対応し、構造体９００のランド９４３および９４９は、それぞれ構造体８００のランド８４３および８４９に対応する。構造体９００のはんだ９５１および９５７は、それぞれ構造体８００のはんだ８５１および８５７に対応する。
【００８２】
ここで図９を詳細に論じて、構造体９００はＰＣＢ９９８に装着して示される。構造体９００を参照して、半導体ダイ９１０および９１２は、それぞれダイ装着材９０４および９０８によってダイ装着パッド９０２および９０６に装着される。構造体９００のダイ装着パッド９０２および９０６は、それぞれ図８の構造体８００のダイ装着パッド８０２および８０６と同じ材料を一般的に含む。さらに、ダイ装着材９０４および９０８は、それぞれ構造体８００のダイ装着材８０４および８０８と同じ材料を一般的に含む。基板９２０の上面９１８および底面９２５に、それぞれはんだマスク９１３および９１５が塗布される。はんだマスク９１３および９１５は、それぞれ構造体８００のはんだマスク８１３および８１５と同じ材料を一般的に含む。
【００８３】
さらに図９に示されるように、信号ボンディングワイヤ９１４の第１の端は半導体ダイ９１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド９２６に結合され、信号ボンディングワイヤ９１４の第２の端は基板信号ボンドパッド９２２に結合される。基板９２０の上面９１８上に基板信号ボンドパッド９２２が作製され、これは、図８の構造体８００の基板信号はボンドパッド８２２と同じ材料を一般的に含む。さらに、信号ボンディングワイヤ９１４は構造体８００の信号ボンディングワイヤ８１４と同じ材料を一般的に含む。さらに図９に示されるように、ボンディングワイヤ９３６の第１の端は半導体ダイ９１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド９４０に結合され、ボンディングワイヤ９３６の第２の端は基板ボンド領域９３８に結合される。基板９２０の上面９１８上に基板ボンド領域９３８が作製され、これは、構造体８００の基板ボンド領域８３８と同じ材料を一般的に含む。さらに、ボンディングワイヤ９３６は構造体８００のボンディングワイヤ８３６と同じ材料を一般的に含む。
【００８４】
図９にさらに示されるように、信号ボンディングワイヤ９４６の第１の端は半導体ダイ９１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド９５２に結合され、信号ボンディングワイヤ９４６の第２の端は半導体ダイ９１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド９５８に結合される。信号ボンディングワイヤ９４６は、図８の構造体８００の信号ボンディングワイヤ８４６と同じ材料を一般的に含む。さらに、信号ボンディングワイヤ９６２の第１の端は半導体ダイ９１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド９７０に結合され、信号ボンディングワイヤ９６２の第２の端は基板信号ボンドパッド９６６に結合される。基板９２０の上面９１８上に基板信号ボンドパッド９６６が作製され、これは、図８の構造体８００の基板信号ボンドパッド８６６と同じ材料を一般的に含む。さらに、信号ボンディングワイヤ９６２は構造体８００の信号ボンディングワイヤ８６２と同じ材料を一般的に含む。さらに図９に示されるように、ボンディングワイヤ９７８の第１の端は半導体ダイ９１２上の半導体ダイ接地ボンドパッド９８２に結合され、ボンディングワイヤ９７８の第２の端は基板ボンド領域９８０に結合される。基板９２０の上面９１８上に基板ボンド領域９８０が作製され、構造体８００の基板ボンド領域８８０と同じ材料を一般的に含む。さらに、ボンディングワイヤ９７８は構造体８００のボンディングワイヤ８７８と同じ材料を一般的に含む。
【００８５】
引き続き図９を参照して、基板９２０の上面９１８上に支持パッド９１７および９１９が作製され、これは、図８の構造体８００の支持パッド８１７および８１９と同じ材料を一般的に含む。さらに、基板９２０は一般的に基板８２０と同じ材料を含む。さらに図９に示されるように、基板９２０内にビア９２７、９４１、ビア９２９およびビア９３９が設けられ、基板９２０の上面９１８から底面９２５に延在する。さらに、ビア９２７、９４１、ビア９２９およびビア９３９は、図８の構造体８００のビア８２７、８４１、ビア８２９およびビア８３９と同じ材料を一般的に含む。
【００８６】
さらに図９に示されるように、基板９２０の底面９２５上にランド９４３および９４９が作製され、これらは、構造体８００のランド８４３および８４９と同じ材料を一般的に含む。ランド９４３および９４９は、それぞれはんだ９５１および９５７によってＰＣＢ９９８に装着される。しかしながら、技術分野で公知の他の方法を用いてＰＣＢ９９８にランド９４３および９４９を装着してもよい。構造体９００において、ランド９４３および９４９は、それぞれビア９２７および９４１に重なる。この発明の別の実施例では、ビア９２７および９４１に重なる代わりに、ランド９４３および９４９は、それぞれビア９２７および９４１に当接する。
【００８７】
さらに図９に示されるように、基板９２０の底面９２５上にヒートスプレッダ９６７が作製される。構造体９００において、ヒートスプレッダ９６７は銅であり得るが、ヒート
スプレッダ９６７は、アルミニウム、モリブデン、タングステンまたは金などの他の金属を含み得る。構造体９００において、ヒートスプレッダ９６７ははんだ９６９によってＰＣＢ９９８に装着される。しかしながら、技術分野で公知の他の方法を用いてＰＣＢ９９８にヒートスプレッダ９６７を装着してもよい。最後に、構造体９００は、図５と関連して説明したのと同様の工程を用いて作製されるので、ここでは工程は繰返さないことに留意されたい。
【００８８】
構造体８００および９００におけるこの発明の実施例の電気的および熱的特徴は、同一でないとしても同様である。したがって、構造体８００についてこの発明の電気的および熱的特徴をより詳細に論じ、構造体８００と９００との電気的および熱的特徴の相違のみを本願の後の部分で論じる。構造体８００において、ボンディングワイヤ８３６は、半導体ダイ８１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド８４０と基板ボンド領域８３８との間の電気的接地接続を与える。基板ボンド領域８３８は半導体ダイ８１０に非常に近接して設けられる。基板ボンド領域８３８を半導体ダイ８１０に非常に近接して設けることにより、構造体８００は、半導体ダイ８１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド８４０と基板ボンド領域８３８との間の最小長さの電気的接地接続を与える。
【００８９】
半導体ダイ接地ボンドパッド８８２、基板ボンド領域８８０およびボンディングワイヤ８７８は、それぞれ半導体ダイ接地ボンドパッド８４０、基板ボンド領域８３８およびボンディングワイヤ８３６が半導体ダイ８１０に対して設けられるのと同様に、半導体ダイ８１２に対して設けられる。したがって、構造体８００は、半導体ダイ８１２上の半導体ダイ接地パッド８８２と基板ボンド領域８８０との間の最小長さの電気的接地接続も与える。
【００９０】
半導体ダイ接地ボンドパッドに共通の大きな接地接続を設けることにより、支持パッド８１７は半導体ダイ８１０の「接地平面」として機能する。たとえば、半導体ダイ接地パッド８４０はボンディングワイヤ８３６によって基板ボンド領域８３８に電気的に接続され、基板ボンド領域８３８が支持パッド８１７に電気的に接続される。これにより、支持パッド８１７は半導体ダイ８１０の共通の接地接続、すなわち接地平面を与える。支持パッド８１７は基板ボンド領域８３８に装着されるので、構造体８００は、半導体ダイ接地パッド８４０と支持パッド８１７との間の最小長さの電気的接地接続を与える。さらに、ビア８２９は支持パッド８１７およびヒートスプレッダ８５９を電気的に接続する。これにより、基板ボンド領域８３９、支持パッド８１７、ビア８２９およびヒートスプレッダ８５９が組合わさって、半導体ダイ８１０上の半導体ダイ接地パッド８４０とヒートスプレッダ８５９との間の最小長さの電気的接地接続を与える。
【００９１】
基板ボンド領域８８０、支持パッド８１９、ビア８３９およびヒートスプレッダ８６１は、それぞれ、基板ボンド領域８３８、支持パッド８１７、ビア８２９およびヒートスプレッダ８５９が半導体ダイ８１０に対して設けられるのと同様に、半導体ダイ８１２に対して設けられる。これにより、基板ボンド領域８８０、支持パッド８１９、ビア８３９およびヒートスプレッダ８６１も組合わさって、半導体ダイ８１２上の半導体ダイ接地パッド８８２とヒートスプレッダ８６１との間の最小長さの電気的接地接続を与えるのが明らかである。
【００９２】
さらに、図８の構造体８００で多数のビア８２９を用いることができる。ビア８２９は支持パッド８１７とヒートスプレッダ８５９との間に並列に電気的に接続されるので、それら（すなわちビア８２９）は、単一のビアが与えたであろう抵抗および誘導性の経路よりもはるかに低い抵抗および誘導性の、支持パッド８１７とヒートスプレッダ８５９との間の経路を与える。このように、図８のビア８２９などの複数のビアの利用により、構造体８００は、支持パッド８１７とヒートスプレッダ８５９との間の低抵抗かつ低インダク
タンスの最小長さの電気的接地接続を与える。
【００９３】
ビア８３９、支持パッド８１９およびヒートスプレッダ８６１の機能は、それぞれビア８２９、支持パッド８１７およびヒートスプレッダ８５９と同様である。さらに、ビア８３９、支持パッド８１９およびヒートスプレッダ８６１は、それぞれ、ビア８２９、支持パッド８１７およびヒートスプレッダ８５９が半導体ダイ８１０に対して設けられるのと同様に半導体ダイ８１２に対して設けられる。これにより、構造体８００は、同様に、支持パッド８１９とヒートスプレッダ８６１との間の低抵抗で低インダクタンスの最小長さの電気的接地接続を与える。
【００９４】
図８の構造体８００の１つの利点は、基板ボンド領域８３８のサイズが、ボンディングワイヤ８３６によって生じる寄生インダクタンスおよび抵抗が「ダブルボンディング」として公知の手順によってさらに最小化され得るようにするのに十分なものであることである。「ダブルボンディング」では、半導体ダイ接地ボンドパッドと基板ボンド領域との間に２本のボンディングワイヤが並列に接続される。構造体８００では、たとえば、図８の半導体ダイ８１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド８４０と基板ボンド領域８３８との間に２本のボンディングワイヤが接続され得る。半導体ダイ８１０上の半導体ダイ接地ボンドパッド８４０と基板ボンド領域８３８との間の２本の並列なボンディングワイヤが生成する寄生インダクタンスおよび抵抗は、単一のボンディングワイヤが生成する寄生インダクタンスおよび抵抗の約半分であろう。構造体１００および９００に図示されるこの発明の他の実施例においてもダブルボンディングが許容され得るのは明らかである。
【００９５】
基板ボンド領域８８０の機能は基板ボンド領域８３８と同様である。さらに、基板ボンド領域８８０は、半導体ダイ８１０に対して基板ボンド領域８３８が設けられるのと同様に、半導体ダイ８１２に対して設けられる。したがって、半導体ダイ８１２上の半導体ダイ接地ボンドパッド８８２と基板ボンド領域８８０との間の２本の並列なボンディングワイヤが生成する寄生インダクタンスおよび抵抗は、同様に、単一のボンディングワイヤが生成する寄生インダクタンスおよび抵抗の約半分であろう。
【００９６】
図８に示されるこの発明の実施例では、基板信号ボンドパッド８２２および８２４は、それぞれビア８２７および８３１に重なる。さらに、ランド８４３および８４５は、それぞれビア８２７および８３１に重なる。これにより、ビア８２７および８３１は、それぞれ基板信号ボンドパッド８２２および８２４とランド８４３および８４５との間の最小長さの電気的接続を与える。したがって、それぞれ「重なる」ビア８２７および８３１の利用により、構造体８００は、基板信号ボンドパッド８２２および８２４とランド８４３および８４５との間に生成される寄生インダクタンスを最小化する。言い換えると、ビア８２７および８３１に接続するのに配線が不要になることにより、配線が必要な場合に配線が導入するであろう寄生インダクタンスおよび抵抗が低減される。
【００９７】
同様に、構造体８００において、基板信号ボンドパッド８６４および８６６は、それぞれビア８３７および８４１に重なる。さらに、ランド８４７および８４９は、それぞれビア８３７および８４１に重なる。これにより、ビア８３７および８４１は、それぞれ基板信号ボンドパッド８６４および８６６とランド８４７および８４９との間の最小長さの電気的接続を与える。したがって、それぞれ「重なる」ビア８３７および８４１の利用により、構造体８００は、基板信号ボンドパッド８６４および８６６とランド８４７および８４９との間に生成される寄生インダクタンスも最小化する。
【００９８】
図８の構造体８００は、支持パッド８１７、ビア８２９およびヒートスプレッダ８５９により半導体ダイ８１０から過剰な熱を放出する熱伝導を提供する。構造体８００において、ビア８２９は銅などの熱伝導金属で充填され得る。さらなる銅をビア８２９に加える
ことによってその断面積が増大する。したがって、熱が伝導し得る断面積をより大きくすることにより、ビア８２９の熱伝導性が向上する。構造体８００において、支持パッド８１７は銅などの熱伝導金属であり得る。さらに、支持パッド８１７の大表面積は、半導体ダイ８１０が生成する熱の伝導のための大きな経路（conduit）を与える。同様に、ヒー
トスプレッダ８５９は銅などの熱伝導金属であり得、ヒートスプレッダ８５９の大表面積は、ビア８２９を通って流れる熱伝導のための大きな経路を与える。ビア８２９も、支持パッド８１７とヒートスプレッダ８５９との間の効率的かつ「複」熱接続を与える。このように、支持パッド８１７、ビア８２９およびヒートスプレッダ８５９の利用により、構造体８００は、半導体ダイ８１０が生成する熱を放散するのに効果的なメカニズムを提供する。
【００９９】
支持パッド８１９、ビア８３９およびヒートスプレッダ８６１は、それぞれ支持パッド８１７、ビア８２９およびヒートスプレッダ８５９と同じ材料を含む。さらに、支持パッド８１９、ビア８３９およびヒートスプレッダ８６１は、それぞれ、支持パッド８１７、ビア８２９およびヒートスプレッダ８５９が半導体ダイ８１０に対して設けられるのと同様に、半導体ダイ８１２に対して設けられる。このように、支持パッド８１９、ビア８３９およびヒートスプレッダ８６１の利用により、構造体８００は、半導体ダイ８１２が生成する熱を放散するのに効果的なメカニズムも提供する。
【０１００】
構造体８００およびＰＣＢ８９８を作製するのに用いる材料の違いにより、図８の構造体８００とＰＣＢ８９８との熱膨張係数（ＣＴＥ）の差が存在し得ることに留意されたい。その結果、動作または環境要因によって構造体８００が加熱すると、構造体８００はＰＣＢ８９８とは異なる率で膨張し得る。構造体８００とＰＣＢ８９８との膨張率の差により、構造体８００とＰＣＢ８９８とを接続する「はんだ継目」上に対応の歪みが生じる。「はんだ継目」は、ＰＣＢ８９８とランド８４３、８４５、８４７および８４９との間の、それぞれ図８のはんだ８５１、８５３、８５５および８５７と称される個別のはんだ接続と、ＰＣＢ８９８とヒートスプレッダ８５９および８６１との間の、それぞれはんだ８６３および８６５と称されるはんだ接続とを含む。しかしながら、ヒートスプレッダ８５９および８６１のサイズは、ランド８４３、８４５、８４７および８４９よりもはるかに大きい。ヒートスプレッダ８５９および８６１のサイズが比例してより大きくなると、ヒートスプレッダ８５９および８６１は、それらの「はんだ継目」に対する、対応のより大量の全体的歪みを吸収できるようになる。したがって、「はんだ継目」に対する大量の全体的歪みを吸収することにより、ヒートスプレッダ８５９および８６１は構造体８００の物理的信頼性を向上させる。
【０１０１】
図９の構造体９００の熱的および電気的特徴は上述の図８の構造体８００の熱的および電気的特徴と同様である。構造体９００と構造体８００との間の１つの相違点は、構造体９００が単一のヒートスプレッダ、すなわちヒートスプレッダ９６７を有する一方で、構造体８００は２つのヒートスプレッダ、すなわちヒートスプレッダ８５９および８６１を有することである。上述のように、ヒートスプレッダ８５９および８６１の大表面積は、それぞれビア８２９およびビア８３９を通って流れる熱伝導のための大きな経路を与える。同様に、ヒートスプレッダ９６７の大表面積は、ビア９２９およびビア９３９を通って流れる熱の伝導のための大きな経路を与える。さらに、上述のように、並列のビア８２９および並列のビア８３９は、それぞれ、支持パッド８１７および８１９とヒートスプレッダ８５９および８６１との間の低抵抗で低誘導性の経路を与える。同様に、並列のビア９２９および並列のビア９３９は、それぞれ、支持パッド９１７および９１９とヒートスプレッダ９６７との間の低抵抗で低誘導性の経路を与える。さらに、ヒートスプレッダ９６７のサイズが大きいと、ＰＣＢ９９８を構造体９００に接続するはんだ継目に対する大量の全体的歪みが吸収され、構造体９００の物理的信頼性を向上させる。しかしながら、それらの類似点にもかかわらず、構造体８００および９００は各々、以下に論じる独自の利
点を有する。
【０１０２】
単一ヒートスプレッダ構造体９００の１つの利点は、構造体９００の単一のヒートスプレッダ９６７が実際には並列の２つのヒートスプレッダとして作用することである。これにより、２ヒートスプレッダ構造体８００と比較して、単一ヒートスプレッダ構造体９００は、ＰＣＢ９９８の接地から支持パッド９１７および９１９への誘導性および抵抗の経路をさらに減じる。誘導性および抵抗の経路を減じる結果、半導体ダイ９１０および９１２のよりノイズの少ない接地が得られるとともに、半導体ダイ９１０および９１２において接地電圧レベルが０ボルトよりもはるかに高く上昇したりまたははるかに低くなったりしなくなるのが確実になる。単一ヒートスプレッダ構造９００の別の利点は、２つの別個のヒートスプレッダ８５９および８６１の場合には全体表面積が小さくなったり構造が不連続になるのとは対照的に、より表面積が大きい連続構造により、ＰＣＢ９９８を構造体９００に接続するはんだ継目に対する歪みがさらに低減されるので、単一ヒートスプレッダ９６７がさらなる構造的安定性をもたらすことである。単一ヒートスプレッダ構造体９００のさらなる別の利点は、構造体８００の２つの別個のヒートスプレッダ８５９および８６１の全体表面積と比較してヒートスプレッダ９６７の表面積が一般的により大きいので、単一のヒートスプレッダ９６７がより効率的な熱伝導をもたらすことである。
【０１０３】
構造体８００の２つの別個のヒートスプレッダ８５９および８６１の１つの利点は、共通のヒートスプレッダ９６７の共有により、２つの半導体ダイ８１０および８１２と、それらのそれぞれの支持パッド８１７および８１９ならびにヒートスプレッダ８５９および８６１とが、構造体９００で必要であるように互いに非常に近接していなくてもよいことである。これにより、構造体８００は、ＰＣＢ８９８上での半導体ダイ８１０および８１２の物理的場所についてのさらなる柔軟性を許す。この柔軟性は、ワイヤボンディングの容易さなどのさまざまな理由により、ＰＣＢ８９８上で半導体ダイ８１０および８１２の物理的場所を離すのが望ましいさまざまな状況において有利であり得る。
【０１０４】
図７の構造体７００を参照して、構造体８００と９００との両者に共通の利点を論じる。この発明のさまざまなマルチダイ実施例は、ボンディングワイヤによって直接にだけでなく基板の上面上の「トレース」によっても２つの半導体ダイ上の半導体ダイ信号ボンドパッドを接続し得るという利点をもたらす。たとえば、図７の半導体ダイ７１０上の半導体ダイ信号ボンドパッド７３４は、基板７２０の上面７１８上のトレース７８４、基板信号ボンドパッ７３２および７７４、ならびに信号ボンディングワイヤ７３０および７７２によって半導体ダイ７１２上の半導体ダイ信号ボンドパッド７７６に接続され得る。トレース７８４を利用する１つの利点は、基板７２０のビア、基板７２０の底面上のランドおよび基板７２０の底面に接続されたプリント回路基板上のトレースを用いるという代替接続ルートよりも短く、より低抵抗でより低誘導性のルートがもたらされることである。この発明のさまざまなマルチダイ実施例は、プリント回路基板の表面上にトレースを走らせずに、トレース７８４などのトレースを基板の上面上に走らせるのを可能にする。
【０１０５】
言い換えると、この発明のさまざまな実施例に従うと、トレース７８４などのトレースが基板７２０の上面７１８から離れて、（基板７２０の底面に装着された）プリント回路基板を通って引回され、次に基板７２０に引戻されて半導体ダイ信号ボンドパッド７７６などの所望の信号ボンドパッドに達する必要がない。構造体７００に見られるように、トレース７８４は、基板７２０を離れることなく基板７２０の上面７１８全体の上を引回され得る。トレース７８４などのトレースをプリント回路基板上で引回す必要がないことにより、より短くより低誘導性でより低抵抗のトレースがもたらされ、設計の複雑さが低減され、製造コストが低減される。
【０１０６】
確かに、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）技術などの他の競合技術は、マルチダイＢＧ
Ａパッケージの基板などのマルチダイパッケージの基板上の、トレース７８４などのトレースのルーティングに対応しようとしているかもしれない。しかしながら、たとえばＢＧＡ技術などのそのような競合技術は、この発明のさまざまな実施例の構造体７００、８００または９００が必要とする「フットプリント」と比較して、マルチダイＢＧＡパッケージが必要とするフットプリントなどのマルチダイパッケージ用「フットプリント」をはるかに多く必要とする。したがって、この発明のマルチダイ実施例においてトレース７８４などのトレースを走らせることができるのは、構造体８００と９００との両者に共通の独自の利点である。
【０１０７】
以上の詳細な説明により、この発明がリードレスマルチダイキャリアの構造およびその作製のための方法を提供することが認められる。この発明は半導体ダイが生成する熱の効率的な放散を提供する。さらに、この発明は、低寄生で、低インダクタンスおよび低抵抗の接地接続を与える。
【０１０８】
この発明の上記説明から、その範囲から逸脱することなくこの発明の概念を実現するためにさまざまな技術を用い得ることが明らかである。さらに、この発明は、ある実施例に特に参照して説明されたが、当業者はこの発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細において変更が加えられ得ることを認めるであろう。たとえば、ダイを２つだけ収容する構造と関連してこの発明のさまざまな実施例を説明したが、この発明の原則が２つ以上のダイを収容する構造にも等しく当てはまることが当業者には認められよう。記載の実施例はすべての点において制限的なものではなく例示的なものとして考えられるべきである。この発明は本明細書中に記載の特定の実施例に限定されるものではなく、この発明の範囲から逸脱することなく多くの再構成、修正および置換が可能であることも理解されたい。
【０１０９】
以上のとおり、リードレスマルチダイキャリアの構造およびその作製のための方法を記載した。  
【図５】
2011082533.tif 000003
【図１】
2011082533.tif 000004
【図２Ａ】
2011082533.tif 000005
【図２Ｂ】
2011082533.tif 000006
【図３】
2011082533.tif 000007
【図４】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成22年11月16日(2010.11.16)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体であって、
上面および底面を有する基板と、
前記基板の前記上面に装着される第１の半導体ダイおよび第２の半導体ダイと、
前記基板の前記底面に装着される第１のヒートスプレッダおよび第２のヒートスプレッダと、
前記基板の中の第１のビアおよび第２のビアとを含み、
前記第１のビアは、前記第１の半導体ダイと前記第１のヒートスプレッダとの間の接続を与え、前記第２のビアは、前記第２の半導体ダイと前記第２のヒートスプレッダとの間の接続を与え、さらに
前記基板の前記上面に装着されかつ前記第１の半導体ダイに隣接して位置付けられた第１の基板ボンド領域を含み、前記第１のビアは、前記第１の基板ボンド領域と前記第１のヒートスプレッダとの間の電気接続を与え、前記第１の基板ボンド領域は、前記第１の半導体ダイ上の半導体ダイボンドパッドに第１のボンディングワイヤによって電気的に接続され、さらに
前記基板の前記上面に装着されかつ前記第２の半導体ダイに隣接して位置付けられた第２の基板ボンド領域を含み、前記第２のビアは、前記第２の基板ボンド領域と前記第２のヒートスプレッダとの間の電気接続を与え、前記第２の基板ボンド領域は、前記第２の半導体ダイ上の半導体ダイボンドパッドに第２のボンディングワイヤによって電気的に接続され、
前記第１の半導体ダイはアナログ機能を有し、前記第２の半導体ダイはデジタル機能を有する、構造体。
【請求項２】
前記第１および第２のヒートスプレッダはプリント回路基板に装着される、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記基板の中の第３のビアは、前記第１の半導体ダイの第１の信号ボンドパッドとプリント回路基板との間の接続を与える、請求項１に記載の構造体。
【請求項４】
前記基板は有機材料を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項５】
前記有機材料は、ポリテトラフルオロエチレン材料およびＦＲ４系積層材料からなる群から選択される、請求項４に記載の構造体。
【請求項６】
前記基板はセラミック材料を含む、請求項１に記載の構造体。
【請求項７】
前記第３のビアは、第１の基板ボンドパッドと前記プリント回路基板との間の電気接続を与え、前記第１の基板ボンドパッドは、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドに電気的に接続される、請求項３に記載の構造体。
【請求項８】
前記第１の基板ボンドパッドは前記第３のビアに重なる、請求項７に記載の構造体。
【請求項９】
前記第１の基板ボンドパッドは、第１の信号ボンディングワイヤによって前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドに電気的に接続される、請求項７に記載の構造体。
【請求項１０】
前記第３のビアは、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドと第１のランドとの間の電気接続を与え、前記第１のランドは前記プリント回路基板に電気的に接続される、請求項３に記載の構造体。
【請求項１１】
前記第３のビアは前記ランドに重なる、請求項１０に記載の構造体。
【請求項１２】
構造体であって、
上面および底面を有する基板と、
前記基板の前記上面に装着される第１の半導体ダイおよび第２の半導体ダイと、
前記基板の前記底面に装着されるヒートスプレッダと、
前記基板の中の第１のビアおよび第２のビアとを含み、
前記第１のビアは、前記第１の半導体ダイと前記ヒートスプレッダとの間の接続を与え、前記第２のビアは、前記第２の半導体ダイと前記ヒートスプレッダとの間の接続を与え、さらに
前記基板の前記上面に装着されかつ前記第１の半導体ダイに隣接して位置付けられた第１の基板ボンド領域を含み、前記第１のビアは、前記第１の基板ボンド領域と前記ヒートスプレッダとの間の電気接続を与え、前記第１の基板ボンド領域は、前記第１の半導体ダイ上の半導体ダイ接地ボンドパッドに第１のボンディングワイヤによって電気的に接続され、さらに
前記基板の前記上面に装着されかつ前記第２の半導体ダイに隣接して位置付けられた第２の基板ボンド領域を含み、前記第２のビアは、前記第２の基板ボンド領域と前記ヒートスプレッダとの間の電気接続を与え、前記第２の基板ボンド領域は、前記第２の半導体ダイ上の半導体ダイ接地ボンドパッドに第２のボンディングワイヤによって電気的に接続され、
前記第１の半導体ダイはアナログ機能を有し、前記第２の半導体ダイはデジタル機能を有する、構造体。
【請求項１３】
前記ヒートスプレッダはプリント回路基板に装着される、請求項１２に記載の構造体。
【請求項１４】
前記基板の中の第３のビアは、前記第１の半導体ダイの第１の信号ボンドパッドとプリント回路基板との間の接続を与える、請求項１２に記載の構造体。
【請求項１５】
前記第３のビアは、第１の基板ボンドパッドと前記プリント回路基板との間の電気接続を与え、前記第１の基板ボンドパッドは、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドに電気的に接続される、請求項１４に記載の構造体。
【請求項１６】
前記第１の基板ボンドパッドは前記第３のビアに重なる、請求項１５に記載の構造体。
【請求項１７】
前記第１の基板ボンドパッドは、第１の信号ボンディングワイヤによって前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドに電気的に接続される、請求項１５に記載の構造体。
【請求項１８】
前記第３のビアは、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドと第１のランドとの間の電気接続を与え、前記第１のランドは前記プリント回路基板に電気的に接続される、請求項１４に記載の構造体。
【請求項１９】
前記第３のビアは前記ランドに重なる、請求項１８に記載の構造体。
【請求項２０】
アナログ機能を有する第１の半導体ダイおよびデジタル機能を有する第２の半導体ダイを受けるための構造体を作製するための方法であって、
基板の中に第１および第２の孔をドリルであけるステップと、
前記第１および第２の孔を金属で充填してそれぞれ第１および第２のビアを形成するステップと、
前記基板の上面上の第１および第２の支持パッドをパターニングし、前記基板の底面上の第１および第２のヒートスプレッダをパターニングするステップとを含み、
前記第１のビアは、前記第１のヒートスプレッダと前記第１の支持パッドとの間の電気接続を与え、前記第１の支持パッドは前記第１の半導体ダイを受けるのに好適であり、
前記第２のビアは、前記第２のヒートスプレッダと前記第２の支持パッドとの間の電気接続を与え、前記第２の支持パッドは前記第２の半導体ダイを受けるのに好適であり、さらに
前記基板の前記上面上の第１の基板ボンド領域をパターニングするステップを含み、前記第１の基板ボンド領域は前記第１の支持パッドに電気的に接続され、さらに
前記基板の前記上面上の第２の基板ボンド領域をパターニングするステップを含み、前記第２の基板ボンド領域は前記第２の支持パッドに電気的に接続され、さらに
第１のボンディングワイヤによって前記第１の半導体ダイの接地ボンドパッドを前記第１の基板ボンド領域に電気的に接続するステップと、
第２のボンディングワイヤによって前記第２の半導体ダイの接地ボンドパッドを前記第２の基板ボンド領域に電気的に接続するステップとを含む、方法。
【請求項２１】
前記基板に第３の孔をドリルであけるステップと、
前記第３の孔を金属で充填して第３のビアを形成するステップと、
前記基板の前記上面上の第１の基板ボンドパッドをパターニングし、前記基板の前記底面上の第１のランドをパターニングするステップとをさらに含み、
前記第３のビアは前記第１の基板ボンドパッドと前記第１のランドとの間の電気接続を与える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１および第２の半導体ダイをそれぞれ前記第１および第２の支持パッドに装着するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
第１の信号ボンディングワイヤによって前記第１の半導体ダイの第１の信号ボンドパッドを前記第１の基板ボンドパッドに電気的に接続するステップをさらに含み、前記第１の半導体ダイの前記第１の信号ボンドパッドは前記第１のランドに電気的に接続される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
プリント回路基板を前記第１および第２のヒートスプレッダにはんだ付けするステップをさらに含み、前記プリント回路基板は前記第１および第２の支持パッドに電気的に接続される、請求項２０に記載の方法。
【外国語明細書】
2011082533000001.pdf