(57)【要約】   アセンブリは、２つの平行な主面（１、２）及び外側面（３ａ、３ｂ）を有する少なくとも１つのマイクロエレクトロニックチップを備え、前記外側面（３ａ、３ｂ）の少なくとも１つは溝（４）の縦軸に平行な軸を持つワイヤ素子（５）を収容する縦溝（４）を有する。前記溝は少なくとも２つの側壁（１０ａ、１０ｂ）によって区画されている。前記ワイヤ素子（５）は前記側壁の１つ（１０ｂ）に配置された少なくとも１つのバンプ（９）と前記バンプ（９）に対向する前記溝（４）の側壁（１０ａ）との間のクランプ領域の高さで前記チップに固定される。前記クランプ領域は前記ワイヤ素子の直径より小さい高さを有し、前記溝（４）の縦軸に沿って前記バンプ（９）の横方向に自由領域が配置される。前記自由領域の高さは、前記２つの側壁（１０ａ、１０ｂ）を隔てる距離に対応し、前記ワイヤ素子（５）の直径より大きい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの平行な主面（１、２）及び外側面（３ａ、３ｂ）を有する少なくとも１つのマイクロエレクトロニックチップを備え、前記外側面（３ａ、３ｂ）の少なくとも１つは溝（４）の縦軸に平行な軸を持つワイヤ素子（５）を収容する縦溝（４）を有し、前記溝は少なくとも２つの側壁（１０ａ、１０ｂ）によって区画されているアセンブリであって、前記ワイヤ素子（５）は前記側壁の１つ（１０ｂ）に配置された少なくとも１つのバンプ（９）と前記バンプ（９）に対向する前記溝（４）の側壁（１０ａ）との間のクランプ領域の高さで前記チップに固定され、前記クランプ領域は前記ワイヤ素子の直径より小さい高さを有し、前記溝（４）の縦軸に沿って前記バンプ（９）の横方向に自由領域が配置され、前記自由領域は、前記２つの側壁（１０ａ、１０ｂ）を隔てる距離に対応し、前記ワイヤ素子（５）の直径より大きい高さを有することを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
前記クランプ領域は、前記ワイヤ素子（５）の直径の９８％から８０％の間の高さを有することを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記ワイヤ素子（５）の直径は前記溝（４）の底（１１）から前記バンプ（９）を隔てる距離より大きく、前記ワイヤ素子（５）は前記溝の底（１１）とも接触することを特徴とする請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記バンプ（９）の少なくとも１つは導電性バンプ（９）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記２つの側壁（１０ａ、１０ｂ）はジグザグに配置されたバンプ（９）を支持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項６】
各バンプ（９）は、前記溝（４）の前記底（１１）に対して垂直な軸を持つ棒の形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項７】
各棒は三角形断面の先端部を有することを特徴とする請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記ワイヤ素子（５）は、絶縁体で覆われた導電性コアを有し、前記コアの直径と前記絶縁体の厚みとの合計は前記クランプ領域の高さ（Ｈ１）より大きいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記ワイヤ素子（５）と前記溝（４）との間に絶縁性又は導電性の接着剤を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの平行な主面及び外側面を有する少なくとも１つのマイクロエレクトロニックチップ（microelectronic chip）を備えるアセンブリに関し、外側面の少なくとも１つはワイヤ素子を収容する縦溝を有し、前記ワイヤ素子は前記溝の縦軸と平行な軸を有し、前記溝は少なくとも２つの側壁により区画（delineate）されている。
【背景技術】
【０００２】
現在、マイクロエレクトロニックチップ同士を機械的かつ電気的に接続する多くの技術が存在する。従来の技術は、チップ間を固く機械的に接続することからなり、チップが一旦基板上に形成され、ダイシングにより離される。そして、固い支持体上に形成されたチップは、保護被膜が形成される前に、電気的に接続される。固い支持体上で接続を行うことからなるこの第１の手法は、従来、チップの接続に多大な複雑性が存在する時に使用されていた。しかし、この手法は、フレキシブル構造への集積に特に適合しない固い機械的支持体を用いるという大きな不利点を有する。
【０００３】
本出願人により出願された文献ＷＯ２００８／０２５８８９は、図１に示されるように、２つの平行な主面１、２と、外側面３ａ、３ｂとを有するマイクロエレクトロニックチップを表している。外側面３ａ、３ｂの少なくとも１つは、電気的接続要素を有する溝４を備え、溝４は、溝４の縦軸に平行な軸を持つワイヤ素子５のハウジング（housing）を形成する。電気的接続要素は、溝４の金属化によって実現される。軸が溝４の縦軸に平行なワイヤ素子５は、材料の追加を伴うはんだ付け、又は電気分解、又は接着、又は嵌め込みにより溝４に固定できる。溝４への嵌め込みは、ワイヤ素子５に加えられる力を必要とし、この力はワイヤ素子５を損傷させるか又は弱体化させる。さらに、溝４の長さに応じて、嵌め込み時に加えられる力が増し、チップを損傷させずに嵌め込みを行うことを困難にする。嵌め込みによる強度は弱いままであり、一般に、接着剤又は金属の追加を含む強化段階を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０２５８８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、はめ込みによりワイヤ素子に適合するように設計された溝を有し、ワイヤが溝に挿入される時にワイヤに与えられる力を制限するチップを製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、ワイヤ素子が側壁の１つに配置された少なくとも１つのバンプと前記バンプに対向する溝の側壁との間のクランプ領域の高さでチップに固定され、前記クランプ領域は前記ワイヤ素子の直径より小さい高さを有し、前記溝の縦軸に沿って前記バンプの横方向に自由領域が配置され、前記自由領域は、前記２つの側壁を隔てる距離に対応し、前記ワイヤ素子の直径より大きい高さを有するという事実により達成される。
【０００７】
発展形によれば、バンプの少なくとも１つは導電性バンプである。
【０００８】
第２の発展形によれば、２つの側壁はジグザグに配置されたバンプを支持する。
【０００９】
第３の発展形によれば、バンプは、棒の形状であり、三角形断面の先端部を有することができる。
【００１０】
別の実施形態によれば、ワイヤ素子の直径は前記溝の底から前記バンプを隔てる距離より大きく、前記ワイヤ素子は前記溝の底とも接触する。
【００１１】
改良形によれば、ワイヤ素子は、絶縁体で覆われた導電性コアを有し、前記コアの直径と前記絶縁体の厚みとの合計はクランプ領域の高さより大きい。
【００１２】
他の利点及び特徴は、限定しない例示のため、かつ添付の図面で示される、以下の本発明の特定の実施形態の説明からさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術によるチップを示す図である。
【図２】本発明によるチップを示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った図である。
【図４】チップの溝を中心とした概略図である。
【図５】チップの溝を中心とした概略図である。
【図６】チップの溝を中心とした概略図である。
【図７】溝におけるバンプの配置及び形状の他の実施形態を示す図である。
【図８】溝におけるバンプの配置及び形状の他の実施形態を示す図である。
【図９】溝におけるバンプの配置及び形状の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図２に示されるように、本発明によるマイクロエレクトロニックチップは、２つの平行な主面１、２と、外側面３ａ、３ｂとを有する。少なくとも１つの外側面３ａ、３ｂは、縦溝４を有する。溝４は、２つの側壁１０ａ、１０ｂ、及び底１１により区画（delineate）されている。溝は、この溝の縦軸（longitudinal axis）と平行な縦軸を有するワイヤ素子（wire element）に適合するように設計されている。
【００１５】
このタイプのチップは、スペーサ８により互いに接合されている、ほぼ同じ寸法の２つのマイクロエレクトロニックコンポーネントのアセンブリ、又はマイクロエレクトロニックコンポーネント６と対向プレート（counter-plate）７とのアセンブリで形成できる。コンポーネントより寸法の小さいスペーサの配置は、少なくとも１つの溝４を自然に得ることを可能にする。図２に示されるように、チップはスペーサ８の各側部に配置された２つの溝４を有することができる。溝４はチップのアセンブリにより得られ、組み立て時にチップが損傷しやすい複雑な機械工程を避ける。各溝はＵ字型であり、溝４の底１１により互いに結合されている２つのほぼ平行な側壁１０ａ、１０ｂにより区画されている。対向プレート７は、ガラス、複合材料等から作ることができる。
【００１６】
各溝４は、ワイヤ素子５を、溝４の縦軸に平行な縦軸に沿って嵌め込むことで挿入できる。溝４は、ワイヤ素子５を溝４に固定できるワイヤ素子５固定手段を有する。これらの固定手段は、溝４の側壁１０ａ、１０ｂの少なくとも１つに配置された少なくとも１つのバンプ９からなる。ワイヤ素子５は少なくとも１つのバンプ９と、バンプ９に対向する位置の側壁１０ａ又は１０ｂ（図９では１０ａ）との間のクランプ領域（clamping area）の高さでチップに固定できる。図３に示されるように、クランプ領域は高さＨ１を有し、この高さがワイヤ素子の直径より小さくなるように組み立てが行われる。クランプ領域の高さＨ１は、対向する側壁１０ａと接触するまでのバンプ９の頂点（先端）に対する垂線により決定できる。さらに、フリー領域（free area）が溝の縦軸に沿ってバンプ９に横方向に配置される。フリー領域（自由領域）は２つの側壁１０ａ、１０ｂを隔てる距離に対応する高さＨ２を有し、この高さはワイヤ素子５の直径より大きい。溝が複数のバンプを有する場合、フリー領域は各バンプ９を囲むことができ、各バンプはフリー領域により隔てられる。クランプ領域の高さにおける接触はピンポイントであり、溝４へのワイヤ素子５の嵌め込みは、過大な力を必要としない。実際、印加される力は摩擦力に対応するため、各バンプ９によってもたらされるピンポイントの接触は、ワイヤ素子５の嵌め込みを簡単かつ高品質にする。
【００１７】
各バンプ９は、バンプ９が配置される側壁１０ａ又は１０ｂの一方と接触するベース（base）と、対向する側壁１０ａ又は１０ｂの方向を向いた頂点とを有する。各バンプ９は、ワイヤ素子５が溝４に嵌め込まれる時に、対向する側壁１０ａ又は１０ｂと協働して機械的グリップとして機能する。図４に示されるように、ワイヤ素子５が溝４に挿入されるとき、ワイヤ素子５は溝４の壁１０ｂに配置されたバンプ９と、バンプ９に対向する溝の壁１０ａとの間のピンポイント接触によりつぶされる。（バンプとバンプに対向する側壁との間の）単一クランプによるワイヤ素子５のジャミング（jamming）は、溝４にワイヤ素子を保持できるようにする。
【００１８】
ワイヤ素子５を固定する役割に加えて、バンプ９は、アクティブ（active）になることができる。すなわち、バンプ９はマイクロエレクトロニックコンポーネント６の接続端子に対応する。バンプ９は導電性であり、データバス又は電源供給バスとして機能することができる。固定を向上させるため、溝は複数のバンプ９を有することができ、好ましくは、少なくとも１つがアクティブである。
【００１９】
バンプ９によりワイヤ素子５に印加される力は、ワイヤ素子５とバンプ９との間の密接な接触を促進する。従って、バンプ９とワイヤ素子５が導電性であるとき、接触領域１２の高さにおける大きな力は、接触領域１２の高さにおける材料の引っかき（scratch）により密接な接触を得ることを可能にする。この接触は、バンプ９とワイヤ素子５との間の良好な電気伝導に必要である。
【００２０】
ワイヤ素子５の十分な固定を達成するために、溝４及びバンプ９は、嵌め込まれるワイヤ素子５の直径に応じて寸法が決められなければならない。バンプ９の側部のサイズは、一般に５０μｍ以上２００μｍ以下であり、その高さＨ３は２μｍ以上１００μｍ以下の範囲で可変である。従って、図５に示されるように、高さＨ３のバンプ９は、溝４の壁１０ｂ（図５の底壁）に配置される。溝４は高さＨ４を有し、その幅はフリー領域（自由領域）の高さＨ２、すなわち側壁１０ａ、１０ｂを隔てる距離に対応する。単一のクランプにより固定するため、嵌め込み前のワイヤ素子の直径Ｄｆは、バンプ９に対向する（図５の上壁）側壁１０ａからバンプ９の頂点を隔てる距離Ｈ１＝Ｈ２−Ｈ３より大きくなければならず、すなわち、Ｄｆ＞Ｈ１とならなければならない。バンプ９とそれに対向する側壁１０ａとを隔てる距離Ｈ１は、ワイヤ素子５の直径の９８％から８０％の間からなることが好ましい。従って、この距離Ｈ１は、ワイヤ素子５の直径、及びこれを形成する材料に依存する。
【００２１】
バンプ９は、ワイヤ素子５より可鍛性のある材料で作るか、又はその逆であることが好ましい。導電性接続の場合、この特性はバンプ９とワイヤ素子５との間の密接な接触を強める。例えば、バンプはニッケル、銅、又は金から作ることができ、ワイヤ素子は、銅、又は銀とタングステンとの合金から作ることができる。ワイヤ素子５の材料がバンプ９を形成する材料と比較して可鍛性がある程、ワイヤ素子が極めて変形しやすいという事実により直径Ｄｆと比較して距離Ｈ１がより小さくなる。
【００２２】
ワイヤ素子５の固定は、複数のクランプによっても実現できる。図６に示すように、ワイヤ素子５を挿入する際にワイヤ素子５がバンプ９を越える時に複数のクランプが加えられる。そして、ワイヤ素子５は、バンプ９、溝４の底１１、及びバンプ９に対向する側壁１０ａによりブロックされる。このような固定はさらなるストレス（圧力）を含む。従って、図５、図６で示されるように、バンプ９の頂点と、バンプに対向する壁１０ａとを隔てる高さＨ１は、ワイヤ素子５の直径Ｄｆより常に小さくなければばらない。バンプ９から溝の底１１を隔てる距離Ｈ５は、ワイヤ素子５の直径より小さい。実際、距離Ｈ５がワイヤ素子５の直径より大きい場合、一旦挿入されたワイヤ素子５はチップに固定されず、チップがワイヤ素子５に沿って自由にスライドし、ワイヤ素子５がクランプ（締め付け）されているとはもはや言えない。
【００２３】
各バンプ９は、各々が位置する溝４の長さと比較して短いことが好ましい。実際、バンプが小さい程、バンプ９とワイヤ素子５の接触領域１２は小さくなる。従って、ワイヤ素子５の挿入がより容易となり、挿入にあたり加えられる力を制限することによりワイヤ素子５に損傷を与えずに溝４内でブロッキングを実現することがより容易となる。
【００２４】
ワイヤ素子を挿入するために与えられる力が、バンプ９との接触領域の高さにおいてワイヤ素子５の導電性コアまでエナメルを引っかくことができる場合、導電性ワイヤ素子をエナメル加工することができる。別の実施形態によれば、ワイヤ素子は、有機絶縁被覆（熱可塑性物質、エポキシ樹脂等）及び／又は無機絶縁被覆（ＳｉＯ２、アルミナ等）で覆われる。この被覆（deposit）は、ワイヤ素子５がバンプ９から力を加えられるときに穴が開けられる。そしてワイヤ素子５はそれぞれバンプ９と電気的に接触し、接触領域１２外側と絶縁される。熱可塑性物質の被覆の場合、被覆は、溝におけるワイヤの接着を保証するために再溶融され得る。導電性ワイヤを覆う絶縁体の厚さは、典型的には約２μｍ以上５０μｍ以下である。ワイヤ素子が絶縁体で覆われている場合、導電性コアの直径に絶縁層の厚みを加えた値は、クランプ領域の高さＨ１より大きくなければならない。
【００２５】
ワイヤ素子５と接触するバンプ９の数は増やすことができる。バンプ９の数を増やすことにより、溝４においてワイヤ素子５の固定を保証する摩擦力は大きくなる。従って、チップの溝４は、溝４の側壁１０ｂに配置された複数のバンプ９を備えることができる。これらのバンプ９の少なくとも１つは、チップへ電源を供給するか、又はデータバスとして機能するために導電性であることが好ましい。その他の非導電性バンプは、ワイヤ素子５の固定手段の目的を果たすのみである。
【００２６】
図７に示される別の実施形態によれば、溝４におけるワイヤ素子５の固定は、溝４の２つの側壁１０ａ及び１０ｂに配置されたバンプ９により行われる。バンプ９は、一定間隔でジグザグに配置されることが好ましい。バンプをジグザグに配置することは、単一又は多数のクランプにより、バンプ９のブロッキング機能を向上させる。さらに、チップが、スペーサにより分離された２つのマイクロエレクトロニックコンポーネントで作られる場合、各溝４の各側壁は、電源供給機能及び／又はデータバス機能を果たすために、少なくとも１つの導電性バンプを備えることができる。
【００２７】
バンプ９の形状は、溝内でのワイヤ素子の固定に影響を及ぼす。バンプは、立方体形状（図２、図３、図５、図６）、半球形状（図４、図７）、又は図８に示されるように対称軸Ｓに沿って溝４の底１１に垂直に延びる棒（bar）状にすることができる。棒は、溝４の深さＨ４以下の長さを有することが好ましい。ワイヤ素子５の単一のクランプによる固定を実現するため、棒は溝の深さＨ４に対応する全体に広がることができる。多数のクランプを可能とするため、棒は溝４の深さＨ４より小さい長さで、かつ、各棒と溝の底１１との間において、ワイヤ素子５の直径より小さく、空きスペースのままとなるように配置されなければならない。
【００２８】
図９に示される発展形によれば、バンプ９を形成し、対向する側壁１０ａの方向を向いた棒の先端は、チップ（tip）の形状にすることができる。すなわち、先端は三角形の断面を有する。三角形の断面の先端により、挿入時に、ワイヤ素子５を形成する材料が容易に変形し、適用したもの（applicable）がより容易にむき出しになる場合、棒のチップの形状の先端とワイヤ素子５を形成する材料との間の密接な接触の向上によって、より良い電気的接触を得ることが可能となる。
【００２９】
一旦溝４に固定されると、ワイヤ素子５と溝４との間の接続は、電気分解、又は絶縁若しくは導電性の接着剤を用いた接着などの異なる方法により改善することができる。
【００３０】
上述したようなワイヤ素子の固定は、チップ同士を、デイジーチェーン（daisy chain）の形状で、又は２つずつ、電気的及び／又は機械的に接続させることができる。あらゆるタイプのチップのアセンブリ（並列、直列等）が推測される。
【００３１】
バンプは、１０００Å以上３０００Å以下の金被膜で覆われた電解ニッケルで作られることが好ましい。
【００３２】
アセンブリは、同じデータバスを共有するデイジーチェーンの形状で接続された複数のチップを備えることができる。
【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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【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21年12月29日(2009.12.29)
【手続補正１】
【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】
溝（４）の縦軸に平行な軸を持つワイヤ素子（５）を収容する縦溝（４）を有する少なくとも１つのマイクロエレクトロニックチップを備え、前記溝は少なくとも２つの対向する側壁（１０ａ、１０ｂ）によって区画されているアセンブリであって、
前記２つの側壁（１０ａ、１０ｂ）は前記ワイヤ素子（５）の直径より大きい距離隔てられ、
少なくとも１つのバンプ（９）が第１の側壁（１０ｂ）に配置され、前記バンプ（９）は第２の側壁（１０ａ）と共にワイヤ素子（５）の直径より小さい高さを有するクランプ領域を規定し、前記クランプ領域は前記第１の側壁（１０ｂ）の一部に位置し、
前記ワイヤ素子（５）は前記クランプ領域の高さで前記チップに固定されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
前記チップは、２つの平行な主面（１、２）及び外側面（３ａ、３ｂ）を有し、前記外側面（３ａ、３ｂ）の少なくとも１つは前記溝（４）を有することを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記クランプ領域の位置は前記溝（４）の縦軸に沿って前記バンプ（９）に横方向に配置された自由領域により区画され、前記自由領域は、前記２つの側壁（１０ａ、１０ｂ）を隔てる距離に対応した、前記ワイヤ素子（５）の直径より大きい高さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記クランプ領域は、前記ワイヤ素子（５）の直径の９８％から８０％の間の高さを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記ワイヤ素子（５）の直径は前記溝（４）の底（１１）から前記バンプ（９）を隔てる距離より大きく、前記ワイヤ素子（５）は前記溝の底（１１）とも接触することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記バンプ（９）の少なくとも１つは導電性バンプ（９）であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記２つの側壁（１０ａ、１０ｂ）はジグザグに配置されたバンプ（９）を支持することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項８】
各バンプ（９）は、前記溝（４）の前記底（１１）に対して垂直な軸を持つ棒の形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項９】
各棒は三角形断面の先端部を有することを特徴とする請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記ワイヤ素子（５）は、絶縁体で覆われた導電性コアを有し、前記コアの直径と前記絶縁体の厚みとの合計は前記クランプ領域の高さ（Ｈ１）より大きいことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記ワイヤ素子（５）と前記溝（４）との間に絶縁性又は導電性の接着剤を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のアセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
バンプは、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の金被膜で覆われた電解ニッケルで作られることが好ましい。
【国際調査報告】
2011513980.tif 000012
2011513980.tif 000013
2011513980.tif 000014
2011513980.tif 000015