(57)【要約】      （修正有）【課題】内部回路層を有する積層回路アセンブリの外部導電層へのＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を提供する。【解決手段】外部導電層13bとほぼ同じ平面にある突出ＢＧＡハンダ・ボール・パッドを含む。突出パッド32aは、突出面7および複数の垂直導電壁33を有し、ＢＧＡハンダ・ボール39の平均直径は、突出面の幅よりも大きく、ＢＧＡハンダ・ボールは、突出面および垂直導電壁のかなりの部分に粘着する。【選択図】図３
2004221600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部回路層を有する積層回路アセンブリの外部導電層へのＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部であって、前記外部導電層とほぼ同じ平面にあり、突出面および約７５ミクロンよりも高い垂直導電壁を有する突出ＢＧＡハンダ・ボール・パッドと、前記突出面に粘着するＢＧＡハンダ・ボールとを備える、相互接続部。
【請求項２】
前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出面の幅よりも大きい、請求項１に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項３】
前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出面の幅の約２倍よりも大きい、請求項１に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項４】
前記ＢＧＡハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直壁のかなりの部分に粘着する、請求項１に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項５】
前記外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって前記突出パッドを形成する、請求項１に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項６】
前記突出パッドが、チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接する、請求項１に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項７】
前記突出パッドが、長手方向に延びるオフセット部分を有する、請求項１に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項８】
前記突出パッドが広がったベース部分を有し、前記オフセット部分が前記広がったベース部分から長手方向に延びる、請求項７に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項９】
前記ベース部分が、その中に画定されたウィンドウを有し、前記ウィンドウが、前記内部回路層に前記突出パッドを電気的に接続するハンダまたは導電ペーストを含む、請求項８に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項１０】
前記内部回路層が直立したバンプを含み、前記ウィンドウの幅が前記バンプの幅よりもかなり大きく、前記ハンダまたは導電ペーストが前記バンプに電気的に接続する、請求項９に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項１１】
前記下にある導電層の上にハンダ・マスク層をさらに備え、前記ハンダ・マスク層が、その中に画定され、前記突出パッドの前記突出面の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、前記ハンダ・ボールが前記突出面に粘着する、請求項１に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項１２】
前記突出パッドの前記垂直導電壁の少なくとも一部が露出し、前記ハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直導電壁のかなりの部分に粘着する、請求項１１に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
【請求項１３】
内部回路層、絶縁層および外部導電層を有する積層回路アセンブリと、前記外部導電層内のウィンドウ内に配設された集積回路チップと、前記チップを前記内部回路層の裏面に接続する第１の直径の複数のハンダ・ボールと、
突出導電パッドとして画定され、接続を意図しない導電材料から離間した複数の垂直導電壁を有する、前記上に重なる導電トレース層の少なくとも１つの領域と、
平均して前記第１の直径よりも大きい第２の直径を有するＢＧＡハンダ・ボールとを備えるアンダーハング型フリップ・チップ用の集積回路パッケージ構造であって、前記ＢＧＡハンダ・ボールの一方の面が、前記突出パッドに粘着し、前記ＢＧＡハンダ・ボールの他方の面が、底部基板の導電部分に粘着し、前記垂直導電壁の高さが、前記ＢＧＡハンダ・ボールの直径とあいまって、前記集積回路チップと前記底部基板の間の隙間を画定するのに十分である、パッケージ構造。
【請求項１４】
前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出パッドの幅よりも大きい、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項１５】
前記ＢＧＡハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直壁のかなりの部分に粘着する、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項１６】
前記垂直壁の高さが少なくとも２５ミクロンである、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項１７】
前記垂直壁の高さが少なくとも約７５ミクロンである、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項１８】
前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出パッドの幅の約２倍よりも大きい、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項１９】
前記外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって前記突出パッドを形成する、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２０】
前記突出パッドが、チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接する、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２１】
前記突出パッドが、長手方向に延びるオフセット部分を有する、請求項２０に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２２】
前記突出パッドが、チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接しない、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２３】
前記突出パッドが、長手方向に延びるオフセット部分を有する、請求項２０に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２４】
前記突出パッドが広がったベース部分を有し、前記オフセット部分が前記広がったベース部分から長手方向に延びる、請求項２３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２５】
前記ベース部分が、その中に画定されたウィンドウを有し、前記ウィンドウが、前記内部回路層に電気的に接続するハンダまたは導電ペーストを含む、請求項２４に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２６】
前記内部回路層が直立したバンプを含み、前記ウィンドウの幅が前記バンプの幅よりもかなり大きく、前記ハンダまたは導電ペーストが前記バンプに電気的に接続する、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２７】
前記下にある導電層の上にハンダ・マスク層をさらに備え、前記ハンダ・マスク層が、その中に画定され、前記突出パッドの突出面の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、前記ハンダ・ボールが前記突出パッドに粘着する、請求項１３に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２８】
前記ハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直導電壁のかなりの部分に粘着する、請求項２７に記載の集積回路パッケージ構造。
【請求項２９】
内部回路層を覆う絶縁層の上で少なくとも約７５ミクロンの厚さを有する外部導電層を積層化するステップと、
前記外部導電層のある領域の周りで前記外部導電層の一部を選択的に除去して、少なくとも約７５ミクロンの高さで、接続を意図しない導電材料から離間した複数の垂直導電壁を有する突出パッドを画定するステップと、
前記突出パッドに前記突出パッドの幅よりも大きい平均直径を有するＢＧＡハンダ・ボールを粘着させるステップとを含む、積層回路アセンブリの外部導電層へのＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３０】
前記ＢＧＡハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直導電壁のかなりの部分に粘着する、請求項２９に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３１】
前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出パッドの幅の約２倍よりも大きい、請求項２９に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３２】
前記絶縁層の上で前記外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって前記突出パッドを形成する、請求項２９に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３３】
前記突出パッドが、チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接する、請求項２９に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３４】
長手方向に延びるオフセット部分を有するように前記突出パッドを形成する、請求項３３に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３５】
チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接せずに前記突出パッドを形成する、請求項２９に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３６】
長手方向に延びるオフセット部分を有するように前記突出パッドを形成する、請求項３５に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３７】
広がったベース部分を有するように前記突出パッドを形成し、前記オフセット部分が、前記広がったベース部分から長手方向に延びる、請求項３６に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３８】
前記ベースから前記外部導電層の一部を選択的に除去して、その中にウィンドウを形成するステップと、ハンダまたは導電ペーストを被着させて、前記ベースを前記内部回路層に電気的に接続するステップとを含む、請求項３７に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項３９】
前記内部回路層が直立したバンプを含み、前記ウィンドウの幅が前記バンプの幅よりもかなり大きく、前記ハンダまたは導電ペーストが前記バンプに電気的に接続する、請求項３８に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項４０】
前記上に重なる導電層の上にハンダ・マスク層をさらに備え、前記ハンダ・マスク層が、その中に画定され、前記突出パッドの突出面の少なくとも一部および前記突出パッドの前記垂直導電壁の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、前記ハンダ・ボールが前記突出パッドに粘着する、請求項２９に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【請求項４１】
前記ＢＧＡハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直導電壁のかなりの部分に粘着する、請求項４０に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、集積回路のパッケージ方法（packaging）の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、米国出願番号１０／３４６，２８６の出願に関連する。
【０００３】
集積回路の製造では、極めて微細な回路を、フォトリソグラフィによって、ダイとも呼ばれるチップ上に配置する。チップ上の回路は、チップ面上の導電端子で終端し、この導電端子は、電源その他のチップに電気的に接続しなければならない。チップを保護し、かつ取り扱いを容易にするために、チップを基板（substrate）に接合し、最終的に従来型のプリント回路ボード（board）に至る電気的な接続部を有するパッケージ内に配置する。チップ上の導電端子を接続するための１つの興味深い手段は、「Ｃ４」接続部のパターンでチップ面上の端子をチップ面全体にわたって分布させる技術である。一般に、このような端子は、導電ペーストまたはハンダによって回路基板に接続する。
【０００４】
いくつかの集積回路パッケージ方法では、チップは、回路基板に面したＣ４接続部によって回路基板の裏面に搭載する。また、いくつかの集積回路パッケージ方法の応用例では、少なくとも２つの集積回路チップがあり、それらの間の通信帯域すなわちビットレートが極めて高い。たとえば、高速プロセッサでは、しばしば、関連するメモリ・チップとの通信帯域が極めて高いことが求められる。２つ（またはそれ以上）のデバイス間のコスト効果が大きく帯域が高い相互接続部は、対向するＣ４パターンによってチップを積み重ね、極めて短いチップ間接続部を用いてそれらを垂直に電気的に相互接続することによって得られる。この手法により、長さが極めて短く安定したチップ間相互接続部が確実に得られ、それによって、２つのチップ間で、極めて広帯域かつ高速で低スキュー（skew）のバスが可能になる。
【０００５】
２つのチップを対向して積み重ねる場合、それらのデバイスに電力を効率的に分配し、組立ておよびテストの歩留まりを上げるのを容易にするために、一般に、デバイス間にインターポーザ（interposer）、たとえば中間回路層が必要である。理想的には、このインターポーザは、デバイスに電力を十分に分配するのに必要な厚さ以上に厚くするべきではない。というのは、インターポーザが厚くなると、デバイス間のバスの相互接続長を長くし、相互接続部の電気的な性能を事実上劣化させるからである。有利なインターポーザは、絶縁粘着物の介在層によって外部導電層を上に重ねて接合させた２ＭＬ（２つの金属層）バンプ回路層（bumpedcircuit layer）を有する積層物として製作することができる。
【０００６】
インターポーザの裏面上にチップを取り付けると、隙間を設ける上で難点が生じることがある。典型的なＢＧＡハンダ・ボール・アレイでは、直径４００〜８００ミクロン、より一般には、４００〜６００ミクロンの範囲のハンダ・ボールを使用することができる。たとえば、インターポーザの下側の面上で、チップのＣ４接続部を、厚さ約１００ミクロンのハンダ・ボールまたはペーストで取り付けることができるが、チップ自体の厚さは、約３５０ミクロンの範囲内の値をとり得る。チップとパッケージの底部基板の間の隙間を約２００ミクロンとすることが望まれる場合、チップの非活動面を薄くすることなく、回路基板の底部に接続した直径４００〜６００ミクロンの範囲のハンダ・ボールを有する典型的なＢＧＡハンダ・ボール・アレイを使用して必要な隙間を得るのは難しいか、あるいは不可能であろう。
【特許文献１】米国出願番号１０／３４６，２８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この隙間の問題を軽減するために、大型のＣＢＧＡ（セラミックＢＧＡ）パッケージの応用例における、より背の高い、複数コンポーネント用のハンダ・コラムを使用することができるはずである。ＣＢＧＡとそれを搭載するボードの熱膨張の不整合が大きく、それによって、接続点においてハンダ・コラムと接続パッドの間に応力が生じるため、いくつかの応用例では、ボード・レベルの信頼性を確実にするのに、より背の高いコラムが必要である。ハンダ・コラムが高くなるにつれ、相互接続部の応力は小さくなる。上記で述べたように、ハンダ・コラムを使用して、パッケージの裏面上に搭載したチップに必要な隙間を設けることができるはずであるが、この方法は、パッケージのコストを上げ、さらに、所望のボード・レベルの組立てプロセスに適合しないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明の実施形態によれば、内部回路層（underlyingcircuit layer）を有する積層回路アセンブリの外部導電層へのＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部が提供される。この相互接続部は、外部導電層とほぼ同じ平面にあり、突出面および約７５ミクロンよりも高い垂直導電壁を有する突出ＢＧＡハンダ・ボール・パッドと、突出面に粘着したＢＧＡハンダ・ボールとを備える。
【０００９】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径は、突出面の幅よりも大きい。
【００１０】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径は、突出面の幅の約２倍よりも大きい。
【００１１】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールは、さらに、少なくとも１つの垂直壁のかなりの部分に粘着する。
【００１２】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって形成する。
【００１３】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、チップ用の電力面として働く外部導電層の一部に隣接する。
【００１４】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、長手方向に延びるオフセット部分を有する。
【００１５】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、チップ用の電力面として働く外部導電層の一部に隣接しない。
【００１６】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、広がったベース部分を有し、オフセット部分は、この広がったベース部分から長手方向に延びる。
【００１７】
この実施形態の別の態様によれば、ベース部分は、その中に画定されたウィンドウを有し、このウィンドウは、内部回路層に突出パッドを電気的に接続するハンダまたは導電ペーストを含む。
【００１８】
この実施形態の別の態様によれば、内部回路層は直立したバンプを含み、ウィンドウの幅はバンプの幅よりもかなり大きく、ハンダまたは導電ペーストはバンプに電気的に接続される。
【００１９】
この実施形態の別の態様によれば、下にある導電層の上にハンダ・マスク層をさらに備え、このハンダ・マスク層は、その中に画定され、突出パッドの突出面の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、ハンダ・ボールは突出面に粘着する。
【００２０】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドの垂直導電壁の少なくとも一部が露出し、ハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの垂直導電壁のかなりの部分に粘着する。
【００２１】
本発明の別の実施形態によれば、アンダーハング型フリップ・チップ（underhungflip chip）用の集積回路パッケージ構造が提供される。このパッケージ構造は、内部回路層、絶縁層および外部導電層を有する積層回路アセンブリと、外部導電層内のウィンドウ内に配設された集積回路チップと、チップを内部回路層の裏面に接続する第１の直径の複数のハンダ・ボールとを備える。突出導電パッドとして画定され、接続を意図しない導電材料から離間した複数の垂直導電壁を有する、上に重なる導電トレース（trace）層の少なくとも１つの領域がある。平均して第１の直径よりも大きい第２の直径を有するＢＧＡハンダ・ボールが設けられ、このＢＧＡハンダ・ボールの一方の面は、突出面に粘着し、ＢＧＡハンダ・ボールの他方の面は、底部基板の導電部分に粘着する。垂直導電壁の高さは、ＢＧＡハンダ・ボールの直径とあいまって、集積回路チップと底部基板の間の隙間を画定するのに十分である。
【００２２】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径は、突出面の幅よりも大きい。
【００２３】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールは、さらに、少なくとも１つの垂直壁のかなりの部分に粘着する。
【００２４】
この実施形態の別の態様によれば、垂直壁の高さは、少なくとも２５ミクロンである。
【００２５】
この実施形態の別の態様によれば、垂直壁の高さは、少なくとも約７５ミクロンである。
【００２６】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径は、突出面の幅の約２倍よりも大きい。
【００２７】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって形成する。
【００２８】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、チップ用の電力面として働く外部導電層の一部に隣接する。
【００２９】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、長手方向に延びるオフセット部分を有する。
【００３０】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、チップ用の電力面として働く外部導電層の一部に隣接しない。
【００３１】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、長手方向に延びるオフセット部分を有する。
【００３２】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、広がったベース部分を有し、オフセット部分は、この広がったベース部分から長手方向に延びる。
【００３３】
この実施形態の別の態様によれば、ベース部分は、その中に画定されたウィンドウを有し、このウィンドウは、内部回路層に電気的に接続されるハンダまたは導電ペーストを含む。
【００３４】
この実施形態の別の態様によれば、内部回路層は直立したバンプを含み、ウィンドウの幅はバンプの幅よりもかなり大きく、ハンダまたは導電ペーストはバンプに電気的に接続される。
【００３５】
この実施形態の別の態様によれば、下にある導電層の上にハンダ・マスク層を備え、このハンダ・マスク層は、その中に画定され、突出パッドの突出面の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、ハンダ・ボールは突出面に粘着する。
【００３６】
この実施形態の別の態様によれば、ハンダ・ボールは、さらに、少なくとも１つの垂直導電壁のかなりの部分に粘着する。
【００３７】
本発明の別の実施形態によれば、積層回路アセンブリの外部導電層へのＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法が提供される。この方法は、内部回路層を覆う絶縁層の上で少なくとも約７５ミクロンの厚さを有する外部導電層を積層化するステップと、外部導電層のある領域の周りで外部導電層の一部を選択的に除去して、少なくとも約７５ミクロンの高さで、接続を意図しない導電材料から離間した複数の垂直導電壁を有する突出パッドを画定するステップと、突出面に突出面の幅よりも大きい平均直径を有するＢＧＡハンダ・ボールを粘着するステップとを含む。
【００３８】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールは、さらに、少なくとも１つの垂直導電壁のかなりの部分に粘着する。
【００３９】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径は、突出面の幅の約２倍よりも大きい。
【００４０】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、絶縁層の上で外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって形成する。
【００４１】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、チップ用の電力面として働く外部導電層の一部に隣接する。
【００４２】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、長手方向に延びるオフセット部分を有するように形成する。
【００４３】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、チップ用の電力面として働く外部導電層の一部と隣接せずに形成する。
【００４４】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、長手方向に延びるオフセット部分を有するように形成する。
【００４５】
この実施形態の別の態様によれば、突出パッドは、広がったベース部分を有するように形成し、オフセット部分は、この広がったベース部分から長手方向に延びる。
【００４６】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法は、ベースから外部導電層の一部を選択的に除去して、その中にウィンドウを形成するステップと、ハンダまたは導電ペーストを被着させて、ベースを内部回路層に電気的に接続するステップとをさらに含む。
【００４７】
この実施形態の別の態様によれば、内部回路層は直立したバンプを含み、ウィンドウの幅はバンプの幅よりもかなり大きく、ハンダまたは導電ペーストはバンプに電気的に接続される。
【００４８】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部は、上に重ねる導電層の上にハンダ・マスク層をさらに備え、このハンダ・マスク層は、その中に画定され、突出パッドの突出面の少なくとも一部および突出パッドの垂直導電壁の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、ハンダ・ボールは突出面に粘着する。
【００４９】
この実施形態の別の態様によれば、ＢＧＡハンダ・ボールは、さらに、少なくとも１つの垂直導電壁のかなりの部分に粘着する。
【００５０】
本発明およびその利点をより完全に理解するために、次に、以下の「最良の形態」を添付の図面と併せ参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明の上記その他の目的、特徴および利点は、同じ参照番号が同じ部品を表す添付の図面に示す本発明の好ましい実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかであろう。
【００５２】
次に、図面を詳細に参照する。最初に、図６を参照すると、ＢＧＡハンダ・ボール３９と、回路基板５７のトレース５６上にある接続パッド５５の間の典型的な従来技術の相互接続部の断面図が示されている。基板に接続するところでハンダ・ボールが幾分平らになることを考慮に入れると、６００ミクロンのハンダ・ボールを使用する場合、（ハンダ・マスク層を計算に入れない）回路層の下面とハンダ・ボールの底面の間の距離「ａ」は、接続パッド５５から約５００ミクロンになるであろう。
【００５３】
次に、図２を参照すると、本発明によるＢＧＡハンダ・ボール３９用の突出パッド３２ａが示されている。突出ハンダ・ボール・パッド３２ａは、参照した特許出願に記載されているように、積層回路構造の外部導電層から、外部導電層３ｂの一部を選択的に除去することによって製作するのが好ましい。参照した特許出願の中でより詳細に記載されているように、積層回路アセンブリ１００は、中間絶縁層２と、複数のＣ４バンプ６を有するバンプ回路層３ａおよび３ｂとを含む、２ＭＬ（２つの金属層）内部バンプ回路アセンブリ１を備えることが好ましい。このアセンブリの外面上には、２つの外部導電層１３ａおよび１３ｂがあることが好ましい。一実施形態では、外部導電層１３ａおよび１３ｂの厚さはそれぞれ、約２５〜３００ミクロンである。別の実施形態では、外部導電層１３ａおよび１３ｂの厚さはそれぞれ、約５０〜１５０ミクロンである。別の実施形態では、外部導電層１３ａおよび１３ｂの厚さはそれぞれ、約７５〜１２５ミクロンである。１３ａおよび１３ｂの各層は、層１４ａおよび１４ｂを用いて適当な方式で、好ましくは絶縁性の粘着によって、バンプ回路層１の各面に接合する。外部導電層１３ａおよび１３ｂの好ましい材料は銅であるが、適当な熱伝導度を有する他の導電材料を使用してもよい。
【００５４】
好ましい実施形態の突出ＢＧＡハンダ・ボール・パッド３２ａを製作するために、所望のパッド位置を取り囲む領域が絶縁粘着層１４ｂまでエッチング除去されるようにフォトリソグラフィで下側外部導電層１３ｂを画定して、下側外部導電層１３ｂの残りの部分により突出パッド３２ａが形成される。突出パッド３２ａは、外部導電層１３ｂから形成することが好ましいので、その高さ、すなわち厚さは、外部導電層１３ｂの元の厚さとほぼ同じになることが好ましい。ただし、必要に応じて、導電層の元の厚さおよびパッドの最終的な厚さをともに変えることもできる。
【００５５】
突出パッド３２ａはそれぞれ、相互接続部４０に電気的に接続され、内部回路層上の所望のバンプ６に至る。相互接続部４０が、参照した特許出願に記載されているタイプのものであると有利であるが、これは必要条件ではない。図２〜５および７に示すように、相互接続部４０を実現する１つの有利な手段は、ベース部分３１から延び、導電材料の半島状突起物（peninsula）３３としてパッドを構成することである。ベース部分３１は、その中に画定され、導電ペーストまたはハンダ３８を含む開口３７を備えることが好ましく、それによって、２ＭＬ回路層アセンブリ１の下側バンプ回路層３ｂ上のＣ４バンプ６上に相互接続部４０が形成される。これにより、ベース部分３１の位置から水平にオフセットされ、下側バンプ回路層３ｂのＣ４搭載面とかなり異なる垂直方向に高い位置にある上面７を有するハンダ・ボール・パッド３２ａが生成される。図からわかるように、各ハンダ・ボール・パッド３２ａは、互いに、かつ、外部導電層１３ｂの主要電力面部分から分離することができる。あるいは、突出パッド３２ｂは、外部導電層１３ｂの主要な平面部分に隣接して延びる半島状突起物３３を有することもできる。突出ハンダ・ボール・パッド３２ａは、パッドへの接続点において、ＢＧＡハンダ・ボール３９の占有面積よりも幾分狭い幅を有する。これにより、ハンダ・ボールを、パッド３２ａの垂直面３６ならびに上面７にリフローさせることができ、それによって、相互接続部の強度が増加し、パッケージ・ボード間のハンダ・ボール接続部の信頼性が高くなる。当然、上記で述べた半島状突起物の構成では、半島状突起物３３の側面および端部の周りに垂直面３６が存在する。６００ミクロンのハンダ・ボールの場合、ハンダ・ボールの部位で、半島状突起物３３の幅を約１００〜４００ミクロンの範囲にすると有利である。
【００５６】
もちろん、本発明では、２つのベース部分を接続する峡部状の構成など他の構成も企図する。
【００５７】
次に、図１〜５および７に移ると、パッケージされた集積回路チップ２５ｂとともに使用する、本発明の突出ＢＧＡハンダ・ボール・パッドによる相互接続部の実施形態が示されている。この実施形態の例では、ＢＧＡハンダ・ボール３９の直径は約６００ミクロンであり、集積回路チップが搭載される回路層と、ＢＧＡハンダ・ボールの他方の面が搭載される底部基板の間の距離は約６００ミクロンである。これに対して、図６に示すように、直径６００ミクロンのＢＧＡハンダ・ボールおよび従来技術によるパッド構成を用いると、直径６００ミクロンのハンダ・ボールの他方の面が装着される底部基板上のパッドとの間の距離ｃは、約５００ミクロンになるであろう。本発明を用いて高さの差異を大きくすることによって、必要とされるチップの薄片化が最小な状態で、チップと底部基板の間の隙間をそのままにしながら、パッケージ基板の裏面にチップを搭載することができる。これにより、パッケージを装着するボードに開口を切断して開けることなく、２つ以上のチップ間の垂直相互接続が容易になる。これは、参照した特許出願にあるように、本発明の突出ＢＧＡハンダ・ボール・パッドによる相互接続部が、２ＭＬ（２つの金属層）回路層１の上に重ねて積層した外部導電層１３ａおよび１３ｂを有する積層回路構造とともに用いられる場合に、特に有利である。
【００５８】
図５からもわかるように、本発明で提案される突出パッド３２ａおよび３２ｂにより、フリップ・チップを取り付けたシングル・チップ・パッケージも可能になる。フリップ・チップの界面は極めて熱効率がよいので、デバイスからの大部分の熱は、バンプ化したＣ４相互接続部４０および薄いパッケージ基板を通して、銅製の外部導電層１３ａおよび１３ｂに放散させることができる。次いで、この熱は、底部基板６１を通して、または上側外部導電層１３ａの上でパッケージ基板の上面全体に直接取り付けられた（図示しない）ヒートシンクを通して極めて効率的に、あるいはその両方を通して放散させることができる。この応用例では、ヒートシンクを取り付ける面積を増加させると、ヒートシンクの熱的な性能が大きく向上する。バンプ回路層１の裏面にチップ２５ｂを取り付けるとき、チップ２５ｂの非活動面と、対向する底部基板６１の間で、熱伝導性の界面注封材料（interface potting material）を使用することによって、底部基板にチップを熱的に接触させることもできる。これにより、熱伝導経路を追加することができ、それによって、チップを冷却する上での難点が軽減される。
【００５９】
有効隙間を増加することが望まれる場合、ハンダまたは導電ペーストを付ける前に、導電層１３ｂの上にハンダ・マスク層６５を配置することができる。図５および７に示すこの構成では、突出パッド３２ａを製作した後で、導電層１３ｂの上にハンダ・マスク層６５を追加する。次いで、突出パッド３２ａの取付け端部３３の上のハンダ・マスク層６５の領域を、好ましくは、化学エッチングまたはプラズマ・エッチングを用いて選択的にエッチング除去し、それによって、突出パッド３２ａの端部３３の上面７の少なくとも一部を露出させ、かつ、側面３６を多くも少なくも所望どおりに露出させるウィンドウ６６が作製される。こうすると、突出パッド３２ａの端部３３にハンダを付ける際に、ハンダ・マスク層６５のウィンドウ６６が、ハンダ・ボール３９の形状を画定し、突出パッド３２ａの端部３３上でハンダ・ボール３９を所望の程度だけ高く保持することになり、また、ハンダ・ボール３９は、垂直壁３６の露出した部分に粘着することになる。ウィンドウ６６のサイズを制御することによって、層３ｂから距離ｄだけ離してハンダ・ボール３９を保持することができ、それによって、集積回路２５ｂと基板６１の間の隙間が大きくなる。
【００６０】
参照した特許出願に概要が述べられているのと同じ製造プロセスのステップを用いて、突出パッド３２ａまたは３２ｂあるいはその両方を同時に製作することができるので、パッケージのコストを全くあるいはほとんど上げずに、性能および設計上の利点が得られる。すなわち、相互接続部開口３７とチップ・ウィンドウ３４ａおよび３４ｂと同時に、下側外部導電層１３ｂをフォトリソグラフィによりエッチングすることによって、突出パッド３２ａおよび３２ｂを製作することができる。もちろん、粘着物をプラズマ・エッチングしてバンプ６の上面１６を露出させる際に、エッチングで除去されることが望まれない絶縁粘着層１４ａおよび１４ｂの領域（たとえば、各突出パッド３２ａまたは３２ｂ間の領域）を保護するために、フォトレジストおよび画像形成ステップを追加して用いることが好ましいであろう。しかし、このステップに必要な重ね合わせの精度は、比較的厳しくない。したがって、この追加のステップは、歩留まりを大きく減少させないはずである。
【００６１】
本発明の真の趣旨から逸脱することなく、本発明の好ましい実施形態に様々な改変および変更を加えられることが、上記の説明から理解されよう。この説明は、単なる例であり、限定的な意味に解釈すべきではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の表現によってのみ限定される。
【００６２】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００６３】
（１）内部回路層を有する積層回路アセンブリの外部導電層へのＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部であって、前記外部導電層とほぼ同じ平面にあり、突出面および約７５ミクロンよりも高い垂直導電壁を有する突出ＢＧＡハンダ・ボール・パッドと、前記突出面に粘着するＢＧＡハンダ・ボールとを備える、相互接続部。
（２）前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出面の幅よりも大きい、上記（１）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（３）前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出面の幅の約２倍よりも大きい、上記（１）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（４）前記ＢＧＡハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直壁のかなりの部分に粘着する、上記（１）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（５）前記外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって前記突出パッドを形成する、上記（１）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（６）前記突出パッドが、チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接する、上記（１）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（７）前記突出パッドが、長手方向に延びるオフセット部分を有する、上記（１）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（８）前記突出パッドが広がったベース部分を有し、前記オフセット部分が前記広がったベース部分から長手方向に延びる、上記（７）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（９）前記ベース部分が、その中に画定されたウィンドウを有し、前記ウィンドウが、前記内部回路層に前記突出パッドを電気的に接続するハンダまたは導電ペーストを含む、上記（８）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（１０）前記内部回路層が直立したバンプを含み、前記ウィンドウの幅が前記バンプの幅よりもかなり大きく、前記ハンダまたは導電ペーストが前記バンプに電気的に接続する、上記（９）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（１１）前記下にある導電層の上にハンダ・マスク層をさらに備え、前記ハンダ・マスク層が、その中に画定され、前記突出パッドの前記突出面の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、前記ハンダ・ボールが前記突出面に粘着する、上記（１）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（１２）前記突出パッドの前記垂直導電壁の少なくとも一部が露出し、前記ハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直導電壁のかなりの部分に粘着する、上記（１１）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部。
（１３）内部回路層、絶縁層および外部導電層を有する積層回路アセンブリと、前記外部導電層内のウィンドウ内に配設された集積回路チップと、前記チップを前記内部回路層の裏面に接続する第１の直径の複数のハンダ・ボールと、
突出導電パッドとして画定され、接続を意図しない導電材料から離間した複数の垂直導電壁を有する、前記上に重なる導電トレース層の少なくとも１つの領域と、
平均して前記第１の直径よりも大きい第２の直径を有するＢＧＡハンダ・ボールとを備えるアンダーハング型フリップ・チップ用の集積回路パッケージ構造であって、前記ＢＧＡハンダ・ボールの一方の面が、前記突出パッドに粘着し、前記ＢＧＡハンダ・ボールの他方の面が、底部基板の導電部分に粘着し、前記垂直導電壁の高さが、前記ＢＧＡハンダ・ボールの直径とあいまって、前記集積回路チップと前記底部基板の間の隙間を画定するのに十分である、パッケージ構造。
（１４）前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出パッドの幅よりも大きい、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（１５）前記ＢＧＡハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直壁のかなりの部分に粘着する、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（１６）前記垂直壁の高さが少なくとも２５ミクロンである、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（１７）前記垂直壁の高さが少なくとも約７５ミクロンである、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（１８）前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出パッドの幅の約２倍よりも大きい、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（１９）前記外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって前記突出パッドを形成する、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２０）前記突出パッドが、チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接する、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２１）前記突出パッドが、長手方向に延びるオフセット部分を有する、上記（２０）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２２）前記突出パッドが、チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接しない、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２３）前記突出パッドが、長手方向に延びるオフセット部分を有する、上記（２０）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２４）前記突出パッドが広がったベース部分を有し、前記オフセット部分が前記広がったベース部分から長手方向に延びる、上記（２３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２５）前記ベース部分が、その中に画定されたウィンドウを有し、前記ウィンドウが、前記内部回路層に電気的に接続するハンダまたは導電ペーストを含む、上記（２４）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２６）前記内部回路層が直立したバンプを含み、前記ウィンドウの幅が前記バンプの幅よりもかなり大きく、前記ハンダまたは導電ペーストが前記バンプに電気的に接続する、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２７）前記下にある導電層の上にハンダ・マスク層をさらに備え、前記ハンダ・マスク層が、その中に画定され、前記突出パッドの突出面の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、前記ハンダ・ボールが前記突出パッドに粘着する、上記（１３）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２８）前記ハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直導電壁のかなりの部分に粘着する、上記（２７）に記載の集積回路パッケージ構造。
（２９）内部回路層を覆う絶縁層の上で少なくとも約７５ミクロンの厚さを有する外部導電層を積層化するステップと、
前記外部導電層のある領域の周りで前記外部導電層の一部を選択的に除去して、少なくとも約７５ミクロンの高さで、接続を意図しない導電材料から離間した複数の垂直導電壁を有する突出パッドを画定するステップと、
前記突出パッドに前記突出パッドの幅よりも大きい平均直径を有するＢＧＡハンダ・ボールを粘着させるステップとを含む、積層回路アセンブリの外部導電層へのＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３０）前記ＢＧＡハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直導電壁のかなりの部分に粘着する、上記（２９）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３１）前記ＢＧＡハンダ・ボールの平均直径が、前記突出パッドの幅の約２倍よりも大きい、上記（２９）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３２）前記絶縁層の上で前記外部導電層の一部をフォトリソグラフィでエッチング除去することによって前記突出パッドを形成する、上記（２９）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３３）前記突出パッドが、チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接する、上記（２９）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３４）長手方向に延びるオフセット部分を有するように前記突出パッドを形成する、上記（３３）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３５）チップ用の電力面として働く前記外部導電層の一部に隣接せずに前記突出パッドを形成する、上記（２９）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３６）長手方向に延びるオフセット部分を有するように前記突出パッドを形成する、上記（３５）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３７）広がったベース部分を有するように前記突出パッドを形成し、前記オフセット部分が、前記広がったベース部分から長手方向に延びる、上記（３６）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３８）前記ベースから前記外部導電層の一部を選択的に除去して、その中にウィンドウを形成するステップと、ハンダまたは導電ペーストを被着させて、前記ベースを前記内部回路層に電気的に接続するステップとを含む、上記（３７）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（３９）前記内部回路層が直立したバンプを含み、前記ウィンドウの幅が前記バンプの幅よりもかなり大きく、前記ハンダまたは導電ペーストが前記バンプに電気的に接続する、上記（３８）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（４０）前記上に重なる導電層の上にハンダ・マスク層をさらに備え、前記ハンダ・マスク層が、その中に画定され、前記突出パッドの突出面の少なくとも一部および前記突出パッドの前記垂直導電壁の少なくとも一部を露出させるウィンドウを有し、前記ハンダ・ボールが前記突出パッドに粘着する、上記（２９）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
（４１）前記ＢＧＡハンダ・ボールが、さらに、少なくとも１つの前記垂直導電壁のかなりの部分に粘着する、上記（４０）に記載のＢＧＡハンダ・ボールによる相互接続部を作製する方法。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の好ましい実施形態による突出ＢＧＡボールの相互接続部を使用する集積回路パッケージの上面を示す平面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による突出ＢＧＡボールの相互接続部を使用する集積回路パッケージの底面を示す平面図である。
【図３】突出パッドおよび底部基板上のＢＧＡボールの位置を示す、図１および２に示す集積回路パッケージの一部の拡大図である。
【図４】突出パッドおよび底部基板上のＢＧＡボールの位置を示す、図１および２に示す集積回路パッケージの一部を集積回路のもう一方の面から見た拡大図である。
【図５】突出パッドおよび底部基板上のＢＧＡボールの１つの位置を示す、単一のアンダーハング搭載型チップを有する集積回路パッケージの一部の拡大断面図である。
【図６】ＢＧＡハンダ・ボールと回路基板上の接続パッドの間の従来技術による相互接続部を示す断面図である。
【図７】好ましい半島状突起物の形態の突出ＢＧＡハンダ・ボール・パッドの端面を図５の断面で示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  ２ＭＬバンプ回路アセンブリ
２  中間絶縁層
３ａ、３ｂ  バンプ回路層
６  Ｃ４バンプ
７  上面
１３ａ、１３ｂ  外部導電層
１４ａ、１４ｂ  絶縁粘着層
１６  上面
２５ｂ  集積回路チップ
３１  ベース部分
３２ａ、３２ｂ  ハンダ・ボール・パッド
３３  半島状突起物、取付け端部
３４ａ、３４ｂ  チップ・ウィンドウ
３６  垂直面
３７  開口
３８  ハンダ、導電ペースト
３９  ＢＧＡハンダ・ボール
４０  相互接続部
５５  接続パッド
５６  トレース
５７  回路基板
６１  底部基板
６５  ハンダ・マスク層
６６  ウィンドウ
１００  積層回路アセンブリ
【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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