(57)【要約】本発明は、集積回路（１）と基板（２）との間および集積回路（１）に対して縁に配置された接着剤（３）によって、集積回路（１）をその下に位置された少なくとも１つの基板（２）に永続的に接続する方法およびデバイスに関する。接着剤（３）を硬化させるために、２８０〜９００ｎｍの範囲の波長を有する光（１９）が、接着剤（３）を重合させるように、基板（２）および集積回路（１）のうちの１つを備えているアセンブリの上面または／および底面に放射される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤（３）によって、複数の集積回路（１）をその下に配置された少なくとも１つの基板（２）に永続的に接合する方法であって、該接着剤（３）は、該複数の集積回路（１）と該少なくとも１つの基板（２）との間および該複数の集積回路（１）の縁の周りに配置されており、２８０〜９００ｎｍの波長範囲から選択された波長を有する光（１９）が、該基板（２）と該集積回路（１）のうちの１つとから成る配置に当てられ、該接着剤（３）を硬化するために、光が該配置の上部側および／または下部側に当てられ、該接着剤（３）を重合するために、少なくとも５ルーメン秒、好ましくは少なくとも１００ルーメン秒のルミナスエネルギー（６ｂ）を有する重合する光が当てられることを特徴とする、方法。
【請求項２】
日光、周辺光および／または生産工程中に用いられる光に曝されたときに、該接着剤（３）の重合化が行なわれないように、特定の量の光活性化物質が重合化接着剤（３）に添加されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
最小限のルミナスエネルギー（６ｂ）を有する光の適用が、前記接着剤（３）の重合化（７ｃ、７ｄ）の継続中に維持されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記波長が、ＵＶ波長成分および／または近ＵＶ波長成分とともに、可視光すなわち４００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の波長範囲から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項５】
光を当てるために、前記基板（２）および／または前記集積回路（１）の平面の表面にわたって前記光ビーム（１９）を分配するデバイス（１４）が用いられ、該光適用デバイス（１４）は、該集積回路（１）の上側（１ａ）および／または該基板（２）の下側（２ａ）に近接している、請求項１〜４のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項６】
接着剤（３）によって、複数の集積回路（１）をその下に配置された少なくとも１つの基板（２）に永続的に接合する装置であって、該接着剤（３）は、該複数の集積回路（１）と該少なくとも１つの基板（２）との間および該複数の集積回路（１）の縁の周りに配置されており、２８０〜９００ｎｍの波長範囲から選択された波長を有する光ビーム（１９）を有する光適用デバイス（１４、１５、１８）は、該集積回路（１）の上側（１ａ）に近接およびその上に配置され、および／または該基板（２）の下側（２ａ）に近接およびその下に配置され、該接着剤（３）を硬化するために、光源（１８）から発射された光ビーム（１９）を該基板（２）および／または該集積回路（１）の平面の表面にわたって分配するように設計され、該光ビーム（１９）は、少なくとも５ルーメン秒、好ましくは少なくとも１００ルーメン秒のルミナスエネルギー（６ｂ）を有することを特徴とする、装置。
【請求項７】
前記光適用デバイス（１４）は、前記光源（１８）を収納し、光反射内壁（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）と前記基板（２）および前記集積回路（１）に面する１つの光透過壁（１９）とを有するハウジング（１５）を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記接着剤（３）は、あらかじめ定義可能なルミナスエネルギー（６ｂ）があらかじめ定義可能な長さの時間、印加されたとき、前記接着剤（３）の重合化を引き起こす光活性化物質の量を含むことを特徴とする、請求項６または７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１および７の前文部に従って、集積回路と基板との間および集積回路の縁の周りに配置された接着剤によって、集積回路をその下に配置された少なくとも１つの基板に永続的に接合する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在まで、いわゆる集積回路（ＩＣ）を基板の表面に永続的に接合するための様々な接合方法が半導体製法産業において用いられてきた。例として、集積回路と基板との間の接合手段として加熱されたはんだが用いられる。あるいは、共融接合方法が用いられ得る。
【０００３】
接合の好ましいタイプ−とりわけ、集積回路の小面積のために−は、集積回路の下側と基板の上側との間の接着剤またはペーストの配置であり、それは、帯状形状でもあり得、ここにおいて、そのような接着剤およびペーストは、供給された熱エネルギによって、硬化される。
【０００４】
関係するコンポーネントに伝えられる熱エネルギのために、熱の影響の下で硬化するそのような接着剤は、例えば、集積回路および基板の表面に対する機械的な圧力のために、これらのコンポーネントをしばしば損ない、これらのコンポーネントの変形となり得る。集積回路の機能性もまた、制御されない熱の供給によって損なわれ得る。
【０００５】
さらにそのような熱の供給は、集積回路の機能性の点から長期の安定性および長期の品質における明らかな低下という結果となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、接着剤によって集積回路をその下に配置された基板に永続的に接合する方法および装置を提供することであり、ここにおいて、熱の供給によって引き起されるコンポーネントに対するあらゆる損傷を回避することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１の特徴部による方法の点および請求項７の特徴部による装置の点から達成される。
【０００８】
本発明の中核的な思想は、集積回路と基板との間および集積回路の縁の周りに配置された接着剤によって、集積回路をその下に配置された少なくとも１つの基板に永続的に接合する方法において、接着剤を硬化させるために２８０〜９００ｎｍの波長範囲から選択された波長を有する光が、それによって接着剤を重合させるように、基板および集積回路の１つから成り立つ配置の上側および／または下側に当てられるということにある。そのような光の追加は、熱の供給を避けること、ならびに従って機械的圧力条件の形成および集積回路または基板の表面変形を避けることを可能にする。代わりに、重合可能な接着剤内の光活性化物質の適切な量を計測することは、日光、周辺光、および／または生産工程中に用いられる光に曝されたときに、どの重合化もしない、すなわち接着剤を硬化しない一種の接合という結果となる。そのような重合化は、あらかじめ定義可能な波長およびあらかじめ定義可能なルミナスエネルギーを有する光が、あらかじめ定義可能な時間の間、当てられた場合のみ生じる。
【０００９】
接着剤を硬化する重合する光は、好ましくは少なくとも５ルーメン秒、好ましくは少なくとも１００ルーメン秒のルミナスエネルギーを有し、０．１〜５０秒間継続して、好ましくは８〜２０秒間継続して、当てられる。そのような最小限のルミナスエネルギーを有し、そのような最小限の時間、好ましくはＵＶ波長範囲または近ＵＶ波長範囲である特定の波長で、光が当てられたときのみ、接着剤内の光活性化物質の活性化、従って接着剤の重合化が達成される。
【００１０】
一旦最小限のルミナスエネルギーが印加されると、接着剤の実際の重合化が連鎖反応の方法で生じ、ここにおいて、最小限のルミナスエネルギーの印加は、接着剤を完全に硬化するために、この重合化プロセスの間、維持される。ここで、１０〜２０秒間の特定の好ましい継続は、最小限のルミナスエネルギーが印加されたときに突然始まる重合化から開始し、連鎖反応様の重合化プロセスが終わるときに終了する期間を表す。
【００１１】
１つの好ましい実施形態に従って、波長は、ＵＶ波長成分および／または近ＵＶ波長成分とともに、可視光すなわち４００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の波長範囲から選択される。
【００１２】
集積回路とその下に配置される基板との間のそのような永続的な接合を作る装置として、接着剤の均一で効果的な硬化を成し遂げるために、基板および／または集積回路の平面の表面にわたって光源から発射された光ビームを分配するように設計されるいわゆるオプトトロード（ｏｐｔｏｔｒｏｄｅ）型光源が用いられる。この場合、そのような光適用デバイスすなわちオプトトロードデバイスは、集積回路の上側または基板の下側に配置され、それらに近接している。
【００１３】
そのようなオプトトロードデバイスは、光源が短い距離離れて配置されることを可能にし、一方同時に、発射された光ビームを基板および集積回路の平面の表面にわたって分配する。その結果、前もって定義された最小限のルミナスエネルギーを有する光が当てられる。なぜなら光源と接着剤との距離が増加する場合、入射ルミナスエネルギーが減少し、従って重合化は得られないからである。例として、光源と接着剤の距離が２倍になる場合、ルミナスエネルギーは、４倍の表面積にわたって分配され、必要とする最小限のルミナスエネルギーの４分の１しかない。
【００１４】
そのようなオプトトロードデバイスは、光源を収納し、接着表面に面する１つの光透過壁を除いて、光反射内壁を有するハウジングによって特徴づけられる。従って、例えば長方形のハウジングの場合、側壁および背後壁の両方は、内部で光反射するように設計され、接着表面に、すなわち基板および／または集積回路に面する光透過壁は、例えばガラスから作られる。その結果、光源の背後および側に発射された光ビームは、光透過前方壁に向かって反射される。このことは、接着表面に伝導されるルミナスエネルギーを増加させる。
【００１５】
光透過壁は、オプトトロードデバイスが集積回路の上側の上に配置される場合、ハウジングの下側かあるいは、オプトトロードデバイスが基板の下に配置される場合、ハウジングの上側にある。後者の場合、基板は光透過材料で作られなければならない。なぜならそうでなければ、光は、基板の上部表面と基板の上に配置される集積回路との間に配置される接着剤に到達し得ないからである。
【００１６】
さらなる有利な実施形態は、従属請求項から明らかになる。
【００１７】
有利で役立つ特徴は、図面に関連する以下の説明において見出され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、基板２とともに集積回路１の略側面図を示し、集積回路と基板は、本発明に従う重合化によって硬化され得る接着剤３によって接合される。
【００１９】
例えばチップなどの任意のタイプの半導体コンポーネントであり得る集積回路１と基板２の間に、基板２の表面に配置されるアンテナ（ここに図示されていない）などのさらなるエレメントに、接合接着剤によって永続的な接触をするチップ連結部（４ａ、４ｂ）がある。
【００２０】
図２はまた、集積回路１の下に配置される基板２とともに集積回路１を示し、この場合、チップ連結部またはチップ連結表面は、集積回路１と基板２との間の中間スペース５に備えられていない。さらに、図１に示される構造におけるように、接着剤は、チップ１の側面および基板２の表面が接着剤でカバーされるような方法で、チップの縁領域に配置される。このことは、基板２へのチップ１のより永続的で高品質な接合にする。
【００２１】
図３は、本発明に従う接合方法において印加されるルミナスエネルギーおよび生じた接着剤の重合化、またそれらの時間的分布の図を示す。図は、時間経過に従い印加されたルミナスエネルギーに基づき接着剤を評価するように、時間経過に従い光源によって接着表面に印加されたルミナスエネルギー６ａ、６ｂおよび６ｃ、ならびに同時に、並行して生じる重合化７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄを示す。
【００２２】
印加されたルミナスエネルギーおよび生じる重合化のこの時間的グラフから明らかに見られ得るように、ルミナスエネルギー６ａが増加しても、接着剤に含まれる光活性化物質を活性化するのに必要である１００ルーメン秒のルミナスエネルギーが印加されるまで、曲線部７ａにおいて、接着剤の重合化は生じない。重合化プロセスは次いで、曲線部７ｂに示されるように、突然開始する。
【００２３】
曲線部７ｃによって示されるように、印加されたルミナスエネルギーが１２９ルーメン秒の値までさらに増加されたときでも、同じ率の重合化が得られる。曲線部７ｄに示されるように連鎖反応様の重合化を維持するために、曲線部６ｂに示されるように、印加されたルミナスエネルギーのさらなる増加は必要ない。むしろ、曲線部７ａに示される期間にもほぼ対応する、重合化の開始から好ましくは１０〜２０秒の期間後、曲線部７ｄに示される重合化がまだ完了していないとしても、曲線部６ｃ示されるように、印加されたルミナスエネルギーは０に設定され得る。曲線部７ｅに示されるように、接着剤が完全に硬化されるまで、重合化は継続する。
【００２４】
図４は、光源８からの距離に対する印加されたルミナスエネルギーの依存関係の斜視略図を示す。光源８と光ビーム１１が当たる、例えば、接着表面積９、１０などの表面積との間の距離が２倍になる場合、点１３における印加されたルミナスエネルギーは、点１２における印加されたルミナスエネルギーに比較して、表面積１０が表面積９より４倍大きいので、４分の３だけ減少される。しかしながら、重合化の開始を起こすために最小限の量の印加されたルミナスエネルギーが必要であるので、光ビームを発射する光源と接着剤の表面との間および従って基板と集積回路との間で、できるだけ短い距離が望まれる。
【００２５】
そのような光源と接着剤との間の短距離は、図５および図６に示されるように、光適用デバイスすなわちオプトトロードデバイス１４によって可能となる。そのようなオプトトロードデバイスは、反射内壁１６ａ、１６ｂおよび１６ｃを有するハウジング１５、および光源１８から発射された光ビーム１９が接着表面３に通過することを可能にする光透過前方壁１７を構成し、該光ビームの一部は、内壁１６ａ、１６ｂおよび１６ｃによって、下側に配置された光透過壁１７に反射される。
【００２６】
ハウジングの中に配置された光源１８を有するそのようなハウジング１５は、固定されるべき集積回路１の上側１ａの上に配置される。再び、チップ接続面４ａ、４ｂは、集積回路１および基板２との間に配置される。光ビーム１９が、縁に配置された接着剤３の表面にわたって、そのようなオプトトロードデバイスによって分配されるのみならず、ルミナスエネルギーを全く失うことなく、光源１８と接着剤３との間の短距離も可能であることは図から明らかに理解され得る。むしろ、日光または他の周辺光の影響下のみでは生じ得ない重合化を開始するように、必要な最小限のルミナスエネルギーが維持される。
【００２７】
図６は、本発明に従う装置のさらなる第２の実施形態に従ったオプトトロードデバイスを示す。そこに示されるオプトトロードデバイスは、図５に示されるオプトトロードデバイスとは異なり、図６のオプトトロードデバイスが、集積回路１の上側１ａの上に配置されるのではなく、むしろ基板２の下側２ａの下に配置される。同じ部品または同じ意味を有する部品は、同じ参照記号が付けられる。
【００２８】
図５および図６に示される２つのオプトトロードデバイスを比較することから理解され得るように、図６に示されるオプトトロードデバイスにおいて、光ビーム１９が集積回路１と基板２との間に配置される接着剤３の表面に当たることを可能にするために、光透過材料から作られる基板２が必要である。その他に関して、図６に示されるオプトトロードデバイスの機能性は、図５に関して既に詳細に記述された機能性と対応する。
【００２９】
出願書類において開示されたすべての特徴は、先行技術に対して、新規、独自またはその組み合わせである限り、本発明の本質として請求される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、基板上の集積回路の配置の略側面図を示し、該集積回路と該基板は、本発明の一実施形態に従う方法によって接合される。
【図２】図２は、基板上の別の集積回路の略側面図を示し、該集積回路と該基板は、本発明の一実施形態に従う方法によって接合される。
【図３】図３は、本発明に従う方法において用いられるルミナスエネルギーおよび生ずる重合化の時間的分布の図である。
【図４】図４は、距離の関数として、様々な表面積に光源によって発射されるルミナスエネルギーの分布の斜視略図を示す。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に従って永続的接合するための装置の斜視側面図を示す。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態に従って接合するための装置の略側面図を示す。
【符号の説明】
【００３１】
１  集積回路
１ａ  集積回路の上部表面
２  基板
２ａ  基板の下部表面
３  接着剤
４ａ、４ｂ  チップ連結部
５  中間スペース
６ａ、６ｂ、６ｃ  ルミナスエネルギーを示す曲線
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  重合化を示す曲線
８  光源
９  第１の表面領域
１０  第２の表面領域
１１  光ビーム
１２  第１の点
１３  第２の点
１４  光適用デバイスすなわちオプトトロードデバイス
１５  ハウジング
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  反射内壁
１７  光透過壁
１８  光源
１９  光ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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