(57)【要約】  本発明は、基板と基板上に配される回路部を含む構成本体を有する電子装置に関する。一実施例は、少なくとも１つの応力緩和エレメント（４）と、上面及び側壁を有する基板（１）と、この基板（１）上に配される少なくとも１つの回路部（２）と、基板（１）上に配される少なくとも１つのパッシベーション層（３）とを含み、アイソレート層（３）は、少なくとも１つの回路部（２）及び／又は基板（１）を被覆し、頂面と基板の側壁に向けて配される少なくとも１つの外部側面とその頂面及び少なくとも１つの外部側面により形成される少なくとも１つの外部エッジとを含み、少なくとも１つの応力緩和エレメント（４）は、延性材料により形成され、パッシベーション層（３）上で、延性材料が基板（１）の上面と接触する。
2007527120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの応力緩和部と、上面及び側壁を備える基板と、前記基板に配された少なくとも１つの回路部と、前記基板に配された少なくとも１つのパッシベーション及び／又はアイソレート層とを含む構成本体を有する電子装置であって、前記アイソレート層は、前記少なくとも１つの回路部及び／又は前記基板を被覆し頂面と前記基板の側壁に向けて配される少なくとも１つの外部側面と前記頂面及び前記少なくとも１つの外部側面により形成される少なくとも１つの外部エッジとを含み、前記少なくとも１つの応力緩和部は、延性材料により形成され、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の頂面を同時に被覆し、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部エッジと重なり、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部側面に沿って延びるとともに、ｄ１）前記基板の当該上面と接触するか又はｄ２）少なくとも１つの回路部とブリッジを形成して前記応力緩和部が少なくとも１つの回路部を介して前記基板の上面と結合される、電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置であって、前記少なくとも１つの応力緩和部は、封止リングとして形成され、又はそれ自体が前記基板の少なくとも２つ若しくは３つ又は４つの側壁に沿って延在して形成され、リング状構造体を形成する、電子装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子装置であって、前記応力緩和部及び少なくとも１つの回路部により形成されるブリッジは、それ自体が前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部側面に沿って延在する、電子装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載の電子装置であって、前記応力緩和部は、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の頂面を被覆し、及び／又は前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部エッジと重なり、及び／又は７０％又は８０％以上９０％以下の程度をもって前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部側面に沿って延在する、電子装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちいずれか１つに記載の電子装置であって、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層は、前記基板の少なくとも１つの側壁の近傍に配されたパッシベーション及び／又はアイソレート層である、電子装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のうちいずれか１つに記載の電子装置であって、第１の応力緩和部から局部的及び／又は電気的に隔離された少なくとも１つの応力緩和部をさらに有する電子装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のうちいずれか１つに記載の電子装置であって、前記応力緩和エレメントの材料は、基本的にアルミニウム、アルミニウム合金、Ｓｉ及び／又はＣｕを持つアルミニウム合金、銅、鉛、銀、金又はこれらの混合物からなるグループから選択される、電子装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のうちいずれか１つに記載の電子装置であって、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の引っ張り強度は、前記応力緩和部の引っ張り強度よりも高い、電子装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のうちいずれか１つに記載の電子装置であって、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の引っ張り強度は、１×１０８Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下である、電子装置。
【請求項１０】
請求項１ないし８のうちいずれか１つに記載の電子装置であって、前記応力緩和部の引っ張り強度は、１×１０７Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下である、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に関し、特に、基板及びその基板に配された回路要素を含む部品本体（component body）を有する電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置、例えば半導体チップは、基板とこの基板上に配される回路要素を有するが、大抵は保護されること特に湿気に対しての保護が必要である。これは大抵、１つ又は２つ以上のパッシベーション層及び／又はアイソレート層によりこれら装置を被覆することにより達成されるものであり、かかる層を、例えば二酸化シリコン又は窒化シリコンから形成することができる。最終的に、当該電子装置は、多くの用途において合成樹脂により形成される被覆部材により覆われる。
【０００３】
しかしながら大抵は、この被覆部材の熱膨張は、当該基板のものとは１０倍も異なる。したがって、温度変化のため、例えば電子装置の動作中において、当該電子装置に水平方向の応力がかかる危険性がある。しかしこの水平方向の応力は、電子装置の動作不良又は破壊をも生じる可能性があるので回避すべきものである。水平方向の応力により電子装置に亀裂又は分裂を生じさせる可能性もあるといった危険もある。これら亀裂又は分裂は、それ自体が電子装置に沿って長くなり拡張する可能性があるので、
・短絡（電子装置にそうした亀裂を通じて入り込むことができる材料によるもの）及び／又は
・湿気及び汚染物質又は不純物の導入
のために、電子装置の動作不良を引き起こしてしまう。
【０００４】
Cutterの国際特許出願に係る文献のＷＯ０２／０９１７９Ａ１は、ここで参照により全てが編入されるが、応力低減層を備えた樹脂封止半導体装置を開示したものである。このＷＯ０２／０９１７９によれば、熱サイクルは、特にＩＣを含むパワーデバイスの場合に合成樹脂材料において封入された半導体装置チップの上側表面において損傷を与える応力をもたらしうる。ＷＯ０２／０９１７９は、当該チップの絶縁性の重なり層の上面の大部分にわたり例えばアルミニウムの厚い延性層を設けるものである。この延性のあるカバーリングの電気的に絶縁された部分は、当該絶縁性の重なり層にかかる帯電作用を減らすようにそれぞれの下部導電性領域に個々に接続される。十分な間隔Ｚ１は、当該装置の熱サイクルの間に剪断及び塗りつけによる変形の結果として短絡を回避するようにこれら絶縁された部分の間に設けられる。かかる延性金属層パターンは、当該絶縁材料とプラスチック材料との間の応力を減らすが、当該ウェーハを個々のチップに分割する前に装置製造に簡単かつ安価に適用可能である。
【０００５】
Schnitt及びFockの国際特許出願に係る文献のＷＯ０２／０９７９８６８は、ここで参照により全部が編入されるが、基板と回路要素と相互接続部とパッシベーション層と延性材料の縁部とを含む部品本体を有する集積回路を開示しており、ここでは当該部品本体の底面が基本的に基板により形成され、当該部品本体の被覆表面が基本的にパッシベーション層と縁部により形成され、部品本体の側壁が基板及び縁部により形成されている。
【０００６】
しかしながら、この従来技術は、本発明において対処される問題を解決することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって本発明の目的は、上述した欠点を克服することができ、基本的に或いは完全ではないにしろ、説明したような電子装置における水平方向の応力を低減することのできる応力緩和部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、本発明の請求項１により教示されるような電子装置により達成される。すなわち、少なくとも１つの応力緩和部と、上面及び側壁を備える基板と、前記基板に配された少なくとも１つの回路部と、前記基板に配された少なくとも１つのパッシベーション及び／又はアイソレート層とを含む構成本体を有する電子装置が設けられ、前記アイソレート層は、前記少なくとも１つの回路部及び／又は前記基板を被覆し、
・頂面と
・前記基板の側壁に向けて配される少なくとも１つの外部側面と
・前記頂面及び前記少なくとも１つの外部側面により形成される少なくとも１つの外部エッジと
を含み、前記少なくとも１つの応力緩和部は、延性材料により形成され、同時に、
ａ）前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の頂面を同時に被覆し、
ｂ）前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部エッジと重なり、
ｃ）前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部側面に沿って延びるとともに、
ｄ１）前記基板の当該上面と接触するか、又は
ｄ２）少なくとも１つの回路部とブリッジを形成して前記応力緩和部が少なくとも１つの回路部を介して前記基板の上面と結合されるものとしている。
【０００９】
本発明における「ブリッジを形成する」は、特に、応力緩和部の一部が少なくとも１つの回路部をカバーし、この回路部を介して当該基板と当該応力緩和部との間の機械的かつ電気的相互接続をなすことを意味する。
【００１０】
本発明者は、半導体チップや集積回路のような電子装置における水平方向の応力に関する問題及び危険性を研究し、応力緩和部にとっては次の特徴が重要であることを見出した。
【００１１】
ａ）応力緩和部は延性材料から作られなければならない。何故なら、上述したような電子装置における水平方向の応力を実際に減らすことができるのは延性材料しかないからである。例えば温度変化により電子装置に力がかかった場合、このような力は、そこで部分的に変形する延性材料により吸収される。電子装置の他の構成部は、変わりがない。
【００１２】
ｂ）応力緩和部は、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の上面をカバーし、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の外側エッジと重なり、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の外側側面に沿って延び、当該基板の上面に接触するか又は少なくとも１つの回路部とともにブリッジを形成して当該応力緩和部が少なくとも１つの回路部を介して当該基板の上面に結合されるようにしなければならない。このようにすることにより、当該応力緩和部によりある意味で「保護される」パッシベーション及び／又はアイソレート層は亀裂から免れる。そうでない場合には、応力緩和部と比較してその相当に高い剛性により亀裂が生じる可能性がある。したがって、水平方向の力が電子装置にかかることが回避され、亀裂又は分裂が防止される。
【００１３】
本発明の好適実施例によれば、当該少なくとも１つの応力緩和部が封止リングとして形成される。本発明の意義における封止リングは、特に、当該応力緩和部自体が当該基板の少なくとも２つ、好ましくは３つ又は４つの側壁に沿って延在しリング状構造を形成することを意味する。このようにすることによって、当該封止リング内部の部分の保護を効果的に行うことができる。
【００１４】
本発明の好適実施例によれば、前記応力緩和部及び少なくとも１つの回路部により形成されるブリッジは、それ自体が前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部側面に沿って延在する。これにより、水平方向の力の導入がより効果的に防止される。
【００１５】
本発明の好適実施例によれば、前記応力緩和部は、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の頂面を被覆し、及び／又は前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部エッジと重なり、及び／又は７０％又は８０％以上９０％以下の程度をもって前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の前記外部側面に沿って延在する。このようにして、パッシベーション及び／又はアイソレート層の保護がさらに強化される。
【００１６】
本発明の好適実施例によれば、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層は、前記基板の少なくとも１つの側壁の近傍に配されたパッシベーション及び／又はアイソレート層である。このようにすることにより、基板上に配された殆ど全てのパッシベーション及び／又はアイソレート層が効果的に保護される。
【００１７】
本発明の好適実施例によれば、当該電子装置は、第１の応力緩和部から局部的及び／又は電気的に隔離された少なくとも１つの応力緩和部をさらに有する。これにより、電子的部分の内部にさらに配された部分も、分離して保護されかつアドレス指定されることが可能となる。他の好適実施例では、色々な応力緩和部が電気的構成要素（例えばボンディングパッド）を担うことができる。
【００１８】
本発明の好適実施例によれば、前記応力緩和エレメントの材料は、基本的にアルミニウム、アルミニウム合金、Ｓｉ及び／又はＣｕを持つアルミニウム合金、銅、鉛、銀、金又はこれらの混合物からなるグループから選択される。これら材料自体が最も適性があることが判明している。
【００１９】
本発明の好適実施例によれば、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層の引っ張り強度は、前記応力緩和部の引っ張り強度よりも高い。当該応力緩和部がパッシベーション及び／又はアイソレート層よりも低い引っ張り強さを有する場合、パッシベーション及び／又はアイソレート層を亀裂又は分裂から効果的に守ることとなる。
【００２０】
本発明の好適実施例によれば、前記パッシベーション及び／又はアイソレート層（３）の引っ張り強度は、１×１０８Ｐａ以上１×１０９Ｐａ以下である。さらに、本発明の好適実施例によれば、前記応力緩和部（４）の引っ張り強度は、１×１０７Ｐａ以上１×１０８Ｐａ以下である。このような引っ張り強さを持つ材料は、それ自体が本発明の中で用いられるのに最も適切なものであることが判明している。
【００２１】
上述した本発明は、最新技術に対して次の効果を奏する。
【００２２】
・基板の表面のより大きな部分を用いることができるので、電子装置は、サイズに対するより高い能力を有し、与えられた表面積に対してより幅の広い用途を可能とする。
【００２３】
・説明したような本発明は、ウェハーコーティング又はチップコーティングなどの付加的なコーティング技術を必要としない。その代わり、通常の金属付着を用いることができ、これにより電子装置の製造の自由度を増すことができる。
【００２４】
・説明したような本発明は、より範囲の広いプラスチック材料をアイソレーション及び／又はパッシベーション材料として用いることを可能とする。
【００２５】
上述した構成要素の他、請求項に記載の構成要素及び説明される実施例において本発明により用いられる構成要素は、それらのサイズ、形状、材料選択及び技術概念に対して特別な例外を受けず、該当する分野で知られた選択基準が制限なく適用可能となるものである。
【００２６】
本発明の他の詳細事項、特徴及び効果は、従属請求項及びそれぞれの図の次の説明に開示されており、かかる図面は、模範的な態様で本発明による電子装置の好適実施例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の或る第１実施例による電子装置の概略平面図を示しており、図２は、線Ａに沿う断面図を示している。図２ａは、図２のパッシベーション及び／又はアイソレート層の詳細な図を示している。
【００２８】
図１及び図２から分かるように、３つの回路部２がこの電子装置の基板１上に配置され、これが１つのパッシベーション及び／又はアイソレート層３により被覆されている。このパッシベーション及び／又はアイソレート層は、頂面３０，外部側面４０及びこれらの間にある外部エッジ３５を含む。図２から分かるように、応力緩和エレメント４は、頂面３０を被覆し、外部エッジ３５と重なり、それ自体が外部側面４０に沿って延び、基板１の上面に接触する。
【００２９】
図３，図４及び図５は、本発明の第２、第３及び第４の実施例による電子装置の断面図を示している。図３に示されるような第２の実施例では、応力緩和エレメント４は、１つの回路部２とブリッジを形成して当該応力緩和エレメントをこの回路部２を介して基板１の上面に結合するようにしている。これはまた、当該電子装置、特にパッシベーション及び／又はアイソレート層３に水平方向の応力が導入されることを防止するのに効果的な方法である。
【００３０】
図４及び図５による実施例においては、複数の応力緩和エレメント４，４Ａが設けられており、そのうちの応力緩和エレメント４Ａは、本発明による応力緩和エレメント４に対して付加的な応力緩和エレメントとして働くものであり、互いに局部的かつ電気的にアイソレート（絶縁又は隔離）されている。このようにすることにより、複数の回路部２Ａ，２Ｂ及び２Ｃは、互いに独立してアドレス指定可能である。
【００３１】
図６は、本発明の第４の実施例による電子装置の概略平面図を示しており、図７は、図６における線Ａに沿う断面図を示している。図７から分かるように、パッシベーション及び／又はアイソレート層３が応力緩和エレメント４により全体的に被覆される必要はない。横方向の応力の導入を避けるため、当該表面の内部領域に向けて配されるパッシベーション及び／又はアイソレート層３の側部が被覆されない場合に十分となりうる。
【００３２】
図８は、本発明の第６の実施例による電子装置の概略平面図を示しており、図９は、図８における線Ａに沿う断面図を示している。図８から分かるように、応力緩和エレメント４は、封止リングとして形成され、それ自体、基板１の４つの側部全てに沿って延びる。但し、幾つかの用途に対しては、応力緩和エレメント４がそれ自体、基板の３つ又は２つだけの側部に沿ってのみ延び、それでもリング状構造の形態を採っていれば十分な場合もある。応力緩和エレメント４は、所定のギャップ又は開口部を有し、これを通じて、いずれかの回路部２０Ｂがアドレス指定されることができる。
【００３３】
なお、この実施例においては、回路部２０は単純に金属層であるのに対して図１ないし図７に示されるような実施例においては回路エレメント２をもっと複雑なものとしてもよい。但し、当該分野において知られる回路部の全ての種類を本発明において用いることができる。
【００３４】
第１の応力緩和エレメント４の内部では、第１のエレメント４とは隔離された第２の応力緩和エレメント４Ａがある。この第２の応力緩和エレメントも第１のエレメント４とは独立してアドレス指定可能である。
【００３５】
図９から分かるように、応力緩和エレメント４は、パッシベーション及び／又はアイソレート層３を被覆し、これにより、水平方向の応力又は機械的力が電子装置の内部領域に入ることが回避される。但し、この実施例においては、回路部２０Ｃを取り巻く他の２つのパッシベーション及び／又はアイソレート層３ａがある。本発明に対して、幾つか用途においては、表面側壁の近くに配されたパッシベーション及び／又はアイソレート層を被覆する必要がない。電子装置の用途及び配置形態の性質に応じて、電子装置への横方向応力の防止、特に、或るアイソレート及び／又はパッシベート層だけ、この場合アイソレート及び／又はパッシベート層３が被覆される場合の短絡の防止で十分なこともある。他のアイソレート及び／又はパッシベート層３ａは、電子装置の劣化又は誤動作を伴うことなく外部に露出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の或る第１実施例による電子装置の概略平面図。
【図２】図１の線Ａに沿う断面を示す図。
【図２ａ】図２のパッシベーション及び／又はアイソレート層の詳細を示す図。
【図３】本発明の第２の実施例による電子装置の断面を示す図。
【図４】本発明の第３の実施例による電子装置の断面を示す図。
【図５】本発明の第４の実施例による電子装置の断面を示す図。
【図６】本発明の第５の実施例による電子装置の概略的平面図。
【図７】図６の線Ａに沿う断面を示す図。
【図８】本発明の第６の実施例による電子装置の概略的平面図。
【図９】図８の線Ａに沿う断面を示す図。
【図１】
2007527120.tif 000003
【図２】
2007527120.tif 000004
【図２ａ】
2007527120.tif 000005
【図３】
2007527120.tif 000006
【図４】
2007527120.tif 000007
【図５】
2007527120.tif 000008
【図６】
2007527120.tif 000009
【図７】
2007527120.tif 000010
【図８】
2007527120.tif 000011
【図９】
2007527120.tif 000012
【国際調査報告】
2007527120.tif 000013
2007527120.tif 000014
2007527120.tif 000015