(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣパッケージサブストレートに集積回路（ＩＣ）を取り付けるための方法であって、
ＩＣダイの接合パッドの上に半田バンプを形成するステップと、
ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するステップであり、前記半田濡れプロトリュージョンは、ベース部と頂点部とを含む円錐形状であり、前記ベース部の幅は、前記頂点部の幅より大きい、ステップと、
前記ＩＣダイの前記半田バンプを前記ＩＣパッケージサブストレートの前記半田濡れプロトリュージョンに対して接合するステップであり、溶けた前記半田バンプの形状が変化して、前記半田濡れプロトリュージョンの前記頂点部と接触する、ステップと、
を含み、
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するステップは、前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの上への前記半田濡れプロトリュージョンのレーザダイレクトデポジション、を含む、
方法。
【請求項２】
前記半田濡れプロトリュージョンのレーザダイレクトデポジションは、
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの反対に半田濡れ材料のフィルムを配置するステップと、
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドに対して前記半田濡れ材料を移転するために、半田濡れ材料の前記フィルムに対してレーザエネルギを適用するステップと、を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半田濡れプロトリュージョンのレーザダイレクトデポジションは、
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの反対に、一方の側に半田濡れ材料および他の側に透明な材料を有するフィルムを配置するステップと、
前記フィルムの透明な側に対してレーザエネルギを適用するステップと、を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
半田濡れ材料のフィルムを配置するステップは、
一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートの複数の接合パッドの反対に、半田濡れ材料のフィルムを配置するステップ、を含み、
レーザエネルギを適用するステップは、
前記複数の接合パッドの反対の半田濡れ材料の前記フィルム上の位置にレーザエネルギ源をスキャンするステップと、
半田濡れ材料を前記複数の接合パッドの上に移転するために、半田濡れ材料の前記フィルムに対してレーザエネルギのパルスを適用するステップと、
を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
半田濡れ材料のフィルムを配置するステップは、
一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートの複数の接合パッドの反対に、半田濡れ材料のフィルムを配置するステップ、を含み、
レーザエネルギを適用するステップは、
レーザエネルギ源が通過した前記複数の接合パッドをスキャンするステップと、
前記レーザエネルギ源の反対に置かれているときに、前記半田濡れ材料を接合パッドの上に移転するために、透明材料の前記フィルムに対してレーザエネルギのパルスを適用するステップと、
を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、
前記半田濡れプロトリュージョンのレーザデポジションの以前に、前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドに対して半田フラックスを適用するステップ、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するステップは、前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの上への前記半田濡れプロトリュージョンのレーザダイレクト描画、を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するステップは、
前記接合パッドに対して前記半田濡れ材料をワイヤスタッドボンディングすること、前記接合パッドに対して半田濡れマイクロボールを取り付けること、前記接合パッドに対して半田濡れマイクロドットを取り付けること、前記接合パッドの上に半田濡れ材料を半田ジェットすること、または、前記接合パッドの上に半田濡れ材料をインジェクションモールドすること、のうち一つを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するステップは、
前記接合パッドの上に前記半田濡れプロトリュージョンを半田ペースト印刷すること、または、前記接合パッドの上に前記半田濡れプロトリュージョンをめっきすること、のうち一つを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＩＣダイの前記半田バンプを前記ＩＣパッケージサブストレートの前記半田濡れプロトリュージョンに接合するステップは、
溶けた半田バンプを形成するために前記半田バンプを加熱するステップと、
前記溶けた半田バンプを前記半田濡れプロトリュージョンと接触させるステップと、を含む、
請求項６乃至９いずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＩＣダイの前記半田バンプを前記ＩＣパッケージサブストレートの前記半田濡れプロトリュージョンに接合するステップは、
溶けた半田バンプを形成するために前記半田バンプを加熱するステップと、
前記ＩＣダイの前記溶けた半田バンプを前記ＩＣパッケージサブストレートの前記半田濡れプロトリュージョンに押し付けるステップと、を含む、
請求項６乃至９いずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
集積回路（ＩＣ）ダイの接合パッドの上に半田バンプを形成するための手段と、
ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するための手段であり、前記半田濡れプロトリュージョンは、ベース部と頂点部とを含む円錐形状であり、前記ベース部の幅は、前記頂点部の幅より大きい、手段と、
前記ＩＣダイの前記半田バンプを前記ＩＣパッケージサブストレートの前記半田濡れプロトリュージョンに対して接合するための手段であり、溶けた前記半田バンプの形状が変化して、前記半田濡れプロトリュージョンの前記頂点部と接触する、手段と、
を含み、
前記接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するための手段は、
自動レーザダイレクトデポジションステーション、を含む、
装置。
【請求項１３】
前記自動レーザダイレクトデポジションステーションは、
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの反対に配置され、かつ、透明サブストレートの上の半田濡れ材料のフィルムと、
前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの上に前記半田濡れ材料を移転するように、前記透明サブストレートに対してレーザエネルギを適用するためのレーザエネルギ源と、を含む、
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
半田濡れ材料の前記フィルムは、一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートの複数の接合パッドの反対に配置され、かつ、
適用された前記レーザエネルギは、前記複数の接合パッドの反対の移転材料の前記フィルム上の位置に対してスキャン可能である、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
半田濡れ材料の前記フィルムは、一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートの複数の接合パッドの反対に配置され、
半田濡れ材料の前記フィルムと前記一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートが、接合パッドと半田濡れ材料を適用されるレーザエネルギの反対に位置するように、前記レーザエネルギ源に関して移動可能である、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記ＩＣダイの前記半田バンプを前記ＩＣパッケージサブストレートの前記半田濡れプロトリュージョンに対して接合するための手段は、
前記ＩＣダイを前記ＩＣパッケージサブストレートに対して接合するように構成された自動熱圧着（ＴＣＢ）ステーションを含む、
請求項１２乃至１５いずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
集積回路（ＩＣ）パッケージサブストレートと、
前記ＩＣパッケージサブストレート上の多数の接合パッドであり、ＩＣダイに対する電気的接続のための表面を含む、接合パッドと、
前記多数の接合パッドの一つまたはそれ以上の前記表面から延びている、一つまたはそれ以上の半田濡れ材料のプロトリュージョンと、
ＩＣパッケージに対して接合された前記ＩＣダイと、
を含み、
前記半田濡れ材料のプロトリュージョンは、ベース部と頂点部とを含む円錐形状であり、前記ベース部の幅は、前記頂点部の幅より大きく、かつ、
前記ＩＣダイの半田バンプと前記半田濡れ材料のプロトリュージョンとの接合は、溶けた前記半田バンプの形状が変化して、前記半田濡れ材料のプロトリュージョンの前記頂点部と接触することにより、
半田濡れプロトリュージョンは、半田ペーストを含む、
電子アセンブリ。
【請求項１８】
前記ベース部は、１００マイクロメータ（１００ミクロン）またはそれ以下の幅を有する、
請求項１７に記載の電子アセンブリ。
【請求項１９】
前記半田濡れ材料のプロトリュージョンの幅は、前記ＩＣパッケージサブストレートの前記接合パッドの前記表面の幅よりも小さい、
請求項１７に記載の電子アセンブリ。
【請求項２０】
前記半田濡れ材料のプロトリュージョンは、タングステン、金、銅、または銀、のうち少なくとも一つを含む、
請求項１７乃至１９いずれか一項に記載の電子アセンブリ。
【請求項２１】
前記ＩＣダイは、プロセッサおよびメモリのうち少なくとも一つを含む、
請求項１７乃至１９いずれか一項に記載の電子アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施例は、集積回路のパッケージに関する。いくつかの実施例は、パッケージされた集積回路のための半田接合に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスは、しばしば、サブストレートまたはマザーボードといったサブアセンブリに接続された集積回路（ＩＣ）を含んでいる。ＩＣは、より高いレベルのアセンブリの中に組み込まれる以前に、第１レベルアセンブリを形成するようにＩＣパッケージの中へ挿入され得る。第１レベルアセンブリは、一つまたはそれ以上のＩＣダイ（ｄｉｅ）からＩＣパッケージのコンタクトパッドへの電気的接続を提供する第１レベル相互接続（ｆｉｒｓｔ  ｌｅｖｅｌ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ、ＦＬＩ）を含み得る。
【０００３】
電子システムデザインがより複雑になっているので、電子デバイスの望ましいサイズに係る制限を満足するのはチャレンジである。いくらかの製造者は、ＩＣダイがパッケージされているよりも細かいピッチ（ｐｉｔｃｈ）を有するＩＣパッケージの中にＦＬＩを含んでいる。フィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）のスペーシングが減少しているので、ＩＣダイをＩＣパッケージに対して取り付けるために使用されている現在の方法は、よりチャレンジングなものになり、そして、増加したリスクを含んでいる。このことは、パッケージプロセスの低イールド（ｌｏｗ  ｙｉｅｌｄ）を結果として生じ得る。従って、ＩＣのパッケージに対するスペーシングのチャレンジを取り扱い、さらに、ロバストでコスト効率のよいデザインを提供するデバイス、システム、および方法に対する必要性が存在している。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図面では、必ずしも縮尺どおりに描かれる必要はないが、類似の数字は、異なるビュー（ｖｉｅｗ）における類似のコンポーネントを記述し得るものである。異なる接尾文字を有する類似の数字は、類似のコンポーネントに係る異なるインスタンスを表し得る。図面は一般的に、例示として、しかし限定するものではなく、本文書において説明される種々の実施例を示すものである。
【図１】図１は、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けに係る簡素化された実施例を示している。
【図２】図２は、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けに係る別の実施例を示している。
【図３】図３は、いくつかの実施例に従って、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けの方法の例に係るダイヤグラムを示している。
【図４】図４は、いくつかの実施例に従って、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けに係るさらに別の例を説明している。
【図５】図５は、いくつかの実施例に従って、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けに係るさらに別の例を説明している。
【図６】図６は、いくつかの実施例に従って、ＩＣおよびＩＣパッケージサブストレートに係る簡素化された説明図を示している。
【図７】図７は、いくつかの実施例に従って、自動レーザダイレクトデポジションステーションに係る一つの例の部分を説明している。
【図８】図８は、少なくとも一つの実施例に従って、少なくとも一つのＩＣ取り付け及び／又は方法を組み込んでいる電子デバイスの一つの例に係るブロックダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
ダイパッケージに対するＩＣ取り付けの従来のアプローチは、ＩＣダイの上に半田ボール（ｓｏｌｄｅｒ  ｂａｌｌ）またはバンプ（ｂｕｍｐ）を形成すること、そして、次に、半田ボールをＩＣパッケージのサブストレートの接合パッド（ｂｏｎｄ  ｐａｄ）へ接合することを含んでいる。より密度の高いパッケージングに適合するために、ＩＣパッケージサブストレートのフィーチャサイズ（ｆｅａｔｕｒｅ  ｓｉｚｅ）がより細かくなるにつれて、問題が生じ得る。例えば、プロセッサＩＣおよびメモリＩＣといった、単一の（ｓｉｎｇｌｅ）ＩＣパッケージの中に複数のＩＣダイが含まれてよい。ダイ間におけるＦＬＩフィーチャサイズは、個々のＩＣダイのフィーチャサイズよりも小さい必要があり得る。フィーチャサイズの不一致は、半田バンプ間におけるブリッジ（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）に至ることがある。
【０００６】
図１は、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けに係る簡素化された実施例を示している。ＩＣ接合パッドに取り付けられた半田バンプ１１０を伴うＩＣダイ１０５が、サブストレート接合パッドを用いてＩＣパッケージサブストレート１２０に対して接合されている。ＩＣダイ１０５は、ＩＣ接合パッド１１５の周りのウェファレベルアンダーフィル（ＷＬＵＦ  １３０）を伴って示されている。半田バンプは、接合（ｂｏｎｄｉｎｇ）を促進するために加熱される。チップ取り付けプロセスの一部として、ダイがＩＣパッケージサブストレートに向かって移動されると、ＩＣ接合パッド１１５のうち一つまたは両方と隣接するサブストレート接合パッド１２５との間の意図していない電気的短絡（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｓｈｏｒｔ）を形成するように、半田バンプ１１０が接触することがある。
【０００７】
図２は、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けに係る別の実施例を示している。この実施例において、ＩＣパッケージサブストレート２２０は、半田マスク２４５（つまり、ソルダマスク定義（ｓｏｌｄｅｒ  ｍａｓｋ  ｄｅｆｉｎｅｄ）またはＳＭＤ）を使用して定められたサブストレート接合パッド２２５を含んでいる。図は、接合プロセスの最中に、溶けた半田バンプが、いまだに平らになり、そして、意図していない電気的短絡を形成するように接触し得ることを説明している。半田バンプ間のブリッジを防止するアプローチは、溶けた半田バンプが、パッケージサブストレート接合パッドの上に置かれた材料に接触し、かつ、濡らすようにすることである。
【０００８】
図３は、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けのための方法３００に係る一つの例のダイヤグラムを示している。３０５においては、半田バンプが、ＩＣダイの接合パッドの上に形成される。半田バンプは、例えば、ＳｏＤ半田ボール、ボールグリッドアレイ（ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）またはＢＧＡコンタクト、もしくは、コントロールドコラプスチップコネクション（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｃｏｌｌａｐｓｅ  ｃｈｉｐ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ、Ｃ４）半田バンプであってよい。半田バンプは、自動半田バンプステップにおいて付加されてよい。半田バンプは、一つまたはそれ以上のＩＣダイにわたり置かれた半田マスクをしようすること、そして、半田バンプを形成するように半田マスクに対して半田を適用することで付加されてよい。３１０においては、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上に半田濡れ（ｓｏｌｄｅｒ−ｗｅｔｔｉｎｇ）プロトリュージョン（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）が形成される。
【０００９】
図４は、半田濡れプロトリュージョンを伴う接合パッドの一つの例を説明している。図には、ＩＣダイ４０５とＩＣパッケージサブストレート４２０が示されている。ＩＣパッケージサブストレートは、数多くのサブストレート接合パッド４２５を含み、そして、接合パッドは、ＩＣダイ４０５に対する電気的接続のための表面を含んでいる。ＩＣダイ４０５は、一つまたはそれ以上のプロセッサおよびメモリを含んでよい。簡素化のために、図には２つの接合パッドだけが示されている。実施例に示された２つの接合パッド４２５は、半田濡れ材料（ｓｏｌｄｅｒ−ｗｅｔｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）のプロトリュージョンを含んでいる。半田濡れは、ＩＣおよびＩＣパッケージサブストレートの接合パッドに取り付いている溶けた半田を参照するものである。半田濡れ材料は、タングステン、金、銅、または銀、もしくは、タングステン、金、銅、または銀のうち少なくとも一つを含んでいる合金、のうち少なくとも一つを含んでよい。所定の実施例において、半田濡れ材料は、半田ペーストを含んでいる。
【００１０】
図４の実施例において、半田は、ＩＣダイのＩＣ接合パッド４１５の上に配置されている。ＩＣ接合パッド４１５は、溶けた半田を提供するために加熱され得る。サブストレート接合パッド４２５も、また、半田濡れの最中に加熱され得るものである。半田濡れ材料のプロトリュージョン４３０は、サブストレート接合パッド４２５の表面から拡がり出す。実施例において示されるプロトリュージョン４３０は、弾丸のような形状（ｂｕｌｌｅｔ−ｌｉｋｅ  ｓｈａｐｅ）であるが、プロトリュージョン４３０は、円錐（ｃｏｎｅ）のような形状または実質的に円錐のような形状といった、他の形状を有してよい。実質的に円錐のような形状を有する半田濡れプロトリュージョンは、ベース（ｂａｓｅ）と頂点（ａｐｅｘ）を含んでよく、そして、ベースの幅は頂点の幅より大きくてよい。そうした半田濡れプロトリュージョン４３０は、１００マイクロメータ（１００ミクロン）またはそれ以下の幅を伴うベースを有してよい。他の実施例において、半田濡れプロトリュージョンは、バンプまたはスタッド（ｓｔｕｄ）であってよい。半田濡れプロトリュージョンの幅は、典型的に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの表面の幅よりも小さい。
【００１１】
図３に戻り、３１５においては、ＩＣダイの半田バンプがＩＣパッケージサブストレートの半田濡れプロトリュージョンに対して接合される。接合の例示が、図４の右側に示されている。ＩＣダイの半田バンプ４１０は、溶けた半田バンプを形成するために加熱され得る。ＩＣダイの半田バンプ４１０は、溶けた半田バンプが半田濡れプロトリュージョンと接触することによって、半田濡れプロトリュージョンに対して接合される。半田バンプ４１０の溶けた半田が半田濡れ材料と接触するときに、溶けた半田は、サブストレート接合パッドに向かってウィック（ｗｉｃｋ）し、そして、形状を変化し得る。半田バンプ４１０は、半田ブリッジが生じる以前に、サブストレート接合パッド４２５の上の材料を濡らす。ＩＣとＩＣパッケージとの間のこの結合は、自動ＩＣ接合ステーションを使用して成し遂げられてよい。いくつかの実施例において、ＩＣダイの溶けた半田バンプは、接合プロセスの一部として、ＩＣパッケージサブストレートの半田濡れプロトリュージョンに対して押し付けられる。このタイプの接合は、ＩＣダイをＩＣパッケージサブストレートに対して接合する自動熱圧着（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ、ＴＣＢ）ステップを使用して実施されてよい。半田バンプ４１０が半田濡れ材料と接触するので、押しつけの最中に、平らにされた半田バンプ間の半田ブリッジの形成が防止され得る。
【００１２】
図５は、いくつかの実施例に従って、ＩＣパッケージサブストレートに対するＩＣ取り付けに係る別の例を説明している。この実施例において、ＩＣパッケージサブストレートのパッケージ５２０は、ソルダマスク定義（ＳＭＤ）であるサブストレート接合パッド５２５を含んでいる。図５の実施例に示されるように、半田バンプ５１０は、半田ブリッジが生じる以前にサブストレート接合パッド５２５の上のプロトリュージョン５３０を再び濡らす。
【００１３】
図４と図５の実施例においては一つのＩＣダイだけが示されているが、複数のＩＣダイが、プロセッサＩＣおよびメモリＩＣといった、単一のＩＣパッケージの中に含まれてよい。個々のＩＣダイのフィーチャサイズよりも小さくあるべきダイ間におけるＦＬＩフィーチャサイズのために、要求される相互接続を達成することが望ましい。
【００１４】
図６は、ＩＣおよびＩＣパッケージサブストレートに係る実施例を示している。２つのＩＣ（６０５、６０６）が、ＩＣパッケージサブストレート６２０を有する一つのＩＣパッケージの中に含まれている。実施例は、ＩＣの接合パッドとＩＣパッケージサブストレート６２０の接合パッドとの間の数多くの相互接続（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）６３５を示している。実施例は、また、２つのＩＣ間の相互接続のためのエンベッドされた相互接続ブリッジ６４０（ＥｍＩＢ）も示している。ＩＣ６０５は、１００マイクロメータ（１００ミクロン）ダイ相互接続ピッチを有するプロセッサ（例えば、中央演算装置またはＣＰＵ）を含んでよい。ＩＣパッケージサブストレート６２０は、ＩＣパッケージの中で第２ＩＣ６０６に対する接続に適合するために６５ミクロンフのフィーチャを有してよい（例えば、ＦＬＩとＥｍＩＢのうちの一つまたは両方）。ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上の一つまたはそれ以上のプロトリュージョンを使用した半田濡れ（ｓｏｌｄｅｒ−ｗｅｔｔｉｎｇ）が、フィーチャサイズの不一致にもかかわらず、半田バンプ間のブリッジを防ぐことができる。
【００１５】
ここにおいて上述された半田濡れプロトリュージョンを形成するために、異なるアプローチが使用され得る。いくつかの実施例に従って、接合パッドの上への半田濡れプロトリュージョンのレーザダイレクトデポジション（ｌａｓｅｒ  ｄｉｒｅｃｔ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンが形成され得る。
【００１６】
図７は、自動レーザダイレクトデポジションステーション７００に係る一つの例の部分を説明している。デポジションステーションは、レーザエネルギ源７５０とワークピース（ｗｏｒｋ  ｐｉｅｃｅ）を保持するためのプラットフォームを含んでいる。レーザエネルギ源７５０は、紫外線（ＵＶ）レーザビームを提供することができる。レーザエネルギは、レーザパルスとして提供され得る。ワークピースは、接合パッド７２５を含む一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレート７２０を含んでよい。レーザダイレクトデポジションステーションは、接合パッドの反対に半田濡れ材料のフィルム７５５を保持するためのフィクスチャを含んでいる。ＩＣパッケージサブストレート７２０の接合パッドに対して半田濡れ材料を移転（ｔｒａｎｓｆｅｒ）するために、半田濡れ材料のフィルム７５５に対してレーザエネルギが適用される。
【００１７】
図７に示された実施例において、半田濡れ材料のフィルム７５５は、一方の側に透明な材料（例えば、ガラスまたは透明プラスチックのサブストレート）、および、他の側に半田濡れ材料を含んでいる。レーザエネルギは、フィルムの透明な側に対して適用される。レーザエネルギ源７５０は、透明材料を通じて半田濡れ材料を照射するように、特定のサイズとデュレーション（ｄｕｒａｔｉｏｎ）のレーザエネルギを適用する。示された実施例においては、レーザビームが、レーザエネルギ源７５０からフィルムと接合パッドへ一直線に移動しているように示されている。しかしながら、レーザビームが、レーザエネルギ源とフィルムとの間で（例えば、レンズまたはミラーによって）偏向されてよい。
【００１８】
透明材料と半田濡れ材料の境界面（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）における急速な気化は、半田濡れ材料を接合パッドの上へ進められる（ｐｒｏｐｅｌｌ）ようにする。半田濡れプロトリュージョンのレーザデポジションの以前に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドに対して半田フラックス（ｆｌｕｘ）が適用され得る。半田フラックスの追加は、接合パッドに対する濡れ材料の接着を改善することができる。移転材料（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍａｔｅｒｉａｌ）の空間的サイズは、レーザスポットサイズと同様に小さくてよく、そして、空間的サイズは数十ミクロンのオーダーであり得る。空間的サイズは、また、フィルム上の移転材料の厚さにより、そして、接合パッドからのフィルムの距離によっても決定され得る。プロトリュージョンの形成におけるレーザダイレクトデポジションプロセスのいくつかの利点は、プロセスが、マスクなし（ｍａｓｋｌｅｓｓ）であり、かつ、さまざまな材料を使用して実施され得る特性を有することである。レーザエネルギは、また、パッケージサブストレートの接合パッドの上で材料を溶かす、または、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）するためにも、同様に使用され得る。
【００１９】
レーザエネルギ源はワークピースに関して移動可能であり、もしくは、ワークピースがレーザエネルギ源に関して移動可能であってよい。いくつかの実施例において、レーザエネルギ源７５０は、接合パッド７２５の反対の半田濡れ材料のフィルム７５５における位置をスキャン可能（ｓｃａｎｎａｂｌｅ）である。複数の接合パッドに対して半田濡れ材料を移転するように、半田濡れ材料のフィルムに対してレーザエネルギのパルスが適用され得る。所定の実施例においては、レーザエネルギ源とワークピースの両方が、実質的に固定されており、そして、半田濡れ材料を移転するようにフィルム上の位置にレーザエネルギを方向付けるために、レンズまたはミラーをコントロールすることによって、半田濡れ材料のフィルムにわたってレーザエネルギがスキャン（ｓｃａｎ）される。所定の実施例において、レーザエネルギは、高速でフィルムにわたり（例えば、ガルボ（ｇａｌｖｏ）メカニズムによって）ラスタースキャン（ｒａｓｔｅｒ  ｓｃａｎ）される。レーザエネルギのラスタースキャンのために、毎秒に数千のポイントまたは位置がスキャンされ得る。
【００２０】
いくつかの実施例において、ワークピースは、レーザエネルギガントリーに関して移動可能であってよい。プラットフォームは、半田濡れ材料のフィルム、および、レーザエネルギ源が通過した一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートをスキャンし得る。レーザエネルギ源の反対に置かれているときに、半田濡れ材料を接合パッドの上に移転するために、透明材料のフィルムに対してレーザエネルギのパルスが適用される。レーザエネルギ源に関してワークピースを移動するこのアプローチは、典型的に、ラスタースキャンアプローチより遅いものである。
【００２１】
接合パッドの上に半田濡れ材料のプロトリュージョンを形成するために、他の方法が使用され得る。いくつかの実施例に従って、接合パッド上への半田濡れプロトリュージョンのレーザダイレクト描画（ｌａｓｅｒ  ｄｉｒｅｃｔ  ｗｒｉｔｉｎｇ）によって、半田濡れプロトリュージョンがＩＣパッケージサブストレートの接合パッド上に形成され得る。ダイレクトレーザ描画または３次元（３Ｄ）レーザリソグラフィは、感光性材料を使用して任意の３Ｄ構造体をスキャンすることを参照するものである。他の実施例において、半田濡れプロトリュージョンは半田ペースト（ｐａｓｔｅ）を含んでよく、そして、半田ペースト印刷によってプロトリュージョンが接合パッド上に形成されてよい。所定の実施例において、半田濡れプロトリュージョンは金属を含んでよく、そして、プロトリュージョンが接合パッドの上にめっきされてよい（ｐｌａｔｅｄ）。ＩＣマスキングおよび金属デポジションプロセスによる、といったものである。接合パッド上にプロトリュージョンを形成する他の方法は、半田濡れ材料を接合パッドに対してワイヤスタッドボンディング（ｗｉｒｅ−ｓｔｕｄ  ｂｏｎｄｉｎｇ）すること、接合パッドに対して半田濡れマイクロボール（ｍｉｃｒｏ−ｂａｌｌ）を取り付けること、接合パッドに対して半田濡れマイクロドット（ｍｉｃｒｏｄｏｔ）を取り付けること、接合パッドの上に半田濡れ材料を半田ジェット（ｓｏｌｄｅｒ  ｊｅｔ）すること、および、接合パッドの上に半田濡れ材料をインジェクションモールドすること、を含んでいる。
【００２２】
より高いレベルのデバイスアプリケーションの例を示すために、本発明開示において説明されたように、半導体チップアセンブリと半田濡れプロトリュージョンを使用する電子デバイスの一つの実施例が含まれている。図８は、少なくとも一つの実施例に従って、少なくとも一つの半田及び/又は方法を組み込んでいる電子デバイス８００の一つの例に係るブロックダイアグラムである。電子デバイス８００は、実施例が使用され得る電子システムの単なる一つの例である。電子デバイス８００の実施例は、これらに限定されるわけではないが、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、モバイル電話、ゲーム機器、ＭＰ３または他のデジタル音楽プレーヤ、等を含んでいる。この実施例において、電子デバイス８００は、システムに係る種々のコンポーネントを接続するためのシステムバス８０２を含むデータ処理システムを含んでいる。システムバス８０２は、電子デバイス８００の種々のコンポーネントの間の通信リンクを提供し、そして、単一のバスとして、バスの組み合わせとして、または、あらゆる他の適切な方法において実施され得る。
【００２３】
電子アセンブリ８１０は、システムバス８０２に対して接続されている。電子アセンブリ８１０は、あらゆる回路または回路の組み合わせを含み得る。一つの実施例において、電子アセンブリ８１０は、あらゆるタイプのものであり得るプロセッサ８１２を含んでいる。ここにおいて使用されるように、「プロセッサ（”ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ”）」は、あらゆるタイプのコンピュータ計算回路を意味する。これらに限定されるわけではないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、グラフィクスプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マルチコアプロセッサ、もしくは、あらゆる他のタイプのプロセッサまたは処理ユニット、といったものである。
【００２４】
電子アセンブリ８１０の中に含まれ得る他のタイプの回路は、カスタム回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または類似のものである。例えば、モバイル電話、パーソナルデータアシスタント、ポータブルコンピュータ、トランシーバ（ｔｗｏ−ｗａｙ  ｒａｄｉｏ）、および類似の電子システム、のような無線システムにおける使用のための（通信回路８１４といった）一つまたはそれ以上の回路といったものである。
【００２５】
電子デバイス８００は、また、外部メモリ８２０も含み得る。外部メモリは、次に、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の形式における主メモリ８２２といった、特定のアプリケーションに対して適切な一つまたはそれ以上のメモリエレメント、一つまたはそれ以上のハードドライブ８２４、及び／又は、コンパクトディスク（ＣＤ）、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、等といった、リムーバブルメディア８２６を扱う一つまたはそれ以上のドライブ、を含み得る。
【００２６】
電子デバイス８００は、また、ディスプレイ装置８１６、一つまたはそれ以上のスピーカ８１８、およびキーボード及び／又はコントローラ８３０を含んでもよく、マウス、トラックボール、タッチスクリーン、音声認識デバイス、または、ユーザが情報を入力し、かつ、電子デバイス８００から情報を受け取ることができるあらゆる他のデバイスを含んでよい。
【００２７】
より小さなデバイスサイズに対する要求は、デバイス機能性の増加に対する要求と一緒に、ＩＣパッケージに対するチャレンジを生成している。上述のように、より密度の高いパッケージに適合するようにＩＣパッケージのフィーチャサイズがより細かくなうにつれて問題が生じ得る。例えば、ダイ間のＦＬＩのフィーチャサイズは、個々のＩＣダイのフィーチャサイズよりも小さい必要がある。フィーチャサイズにおける不一致は、半田バンプ間のブリッジを導くことがある。ＩＣパッケージサブストレートの接合パッド上で半田濡れ材料の一つまたはそれ以上のプロトリュージョンを使用している半田濡れは、フィーチャサイズにおける不一致にかかわらず半田バンプ間のブリッジを防ぎ得るものである。
【００２８】
追加の注記および実施例
ここにおいて開示された方法および装置をより良く説明するために、限定するものでない実施例のリストが、以下に提供される。
【００２９】
実施例１は、（方法、アクトを実行するための手段、または、マシンにアクトを実行させ得るマシンで読取り可能な媒体といった）技術的事項を含んでよく、ＩＣダイの接合パッドの上に半田バンプを形成するステップと、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するステップと、ＩＣダイの半田バンプをＩＣパッケージサブストレートの半田濡れプロトリュージョンに対して接合するステップを含む。
【００３０】
実施例２において、実施例１に係る技術的事項は、任意的に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するステップを含み、ＩＣパケットサブストレートの接合パッドの上への半田濡れプロトリュージョンのレーザダイレクトデポジションを含む。
【００３１】
実施例３において、実施例２に係る技術的事項は、任意的に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの反対に半田濡れ材料のフィルムを配置するステップと、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドに対して半田濡れ材料を移転するために半田濡れ材料のフィルムに対してレーザエネルギを適用するステップを含む。
【００３２】
実施例４において、実施例２に係る技術的事項は、任意的に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの反対に、一方の側に半田濡れ材料および他の側に透明な材料を有するフィルムを配置するステップと、フィルムの透明な側に対してレーザエネルギを適用するステップを含む。
【００３３】
実施例５において、実施例３および４のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートの複数の接合パッドの反対に半田濡れ材料のフィルムを配置するステップ、および、複数の接合パッドの反対の半田濡れ材料のフィルム上の位置にレーザエネルギ源をスキャンするステップと、半田濡れ材料を複数の接合パッドの上に移転するために半田濡れ材料のフィルムに対してレーザエネルギのパルスを適用するステップを含む。
【００３４】
実施例６において、実施例３および４のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートの複数の接合パッドの反対に半田濡れ材料のフィルムを配置するステップ、および、レーザエネルギ源が通過した前記複数の接合パッドをスキャンするステップと、レーザエネルギ源の反対に置かれているときに、半田濡れ材料を接合パッドの上に移転するために透明材料のフィルムに対してレーザエネルギのパルスを適用するステップを含む。
【００３５】
実施例７において、実施例２から６のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、半田濡れプロトリュージョンのレーザデポジションの以前に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドに対して半田フラックスを適用するステップを含む。
【００３６】
実施例８において、実施例１から７のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上への半田濡れプロトリュージョンのレーザダイレクト描画を含む。
【００３７】
実施例９において、実施例１から８のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、接合パッドに対して半田濡れ材料をワイヤスタッドボンディングすること、接合パッドに対して半田濡れマイクロボールを取り付けること、接合パッドに対して半田濡れマイクロドットを取り付けること、接合パッドの上に半田濡れ材料を半田ジェットすること、または、接合パッドの上に半田濡れ材料をインジェクションモールドすること、のうち少なくとも一つを含む。
【００３８】
実施例１０において、実施例１から９のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを半田ペースト印刷すること、または、接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンをめっきすること、のうち一つを含む。
【００３９】
実施例１１において、実施例１から１０のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、溶けた半田バンプを形成するために半田バンプを加熱するステップと、溶けた半田バンプを半田濡れプロトリュージョンと接触させるステップを含む。
【００４０】
実施例１２において、実施例１から１１のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、溶けた半田バンプを形成するために半田バンプを加熱するステップと、ＩＣダイの溶けた半田バンプをＩＣパッケージサブストレートの半田濡れプロトリュージョンに押し付けるステップを含む。
【００４１】
実施例１３においては、（装置といった）技術的事項を含んでよく、もしくは、任意的に、実施例１から１２のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項を含んでよく、集積回路（ＩＣ）ダイの接合パッドの上に半田バンプを形成するための手段と、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するための手段と、ＩＣダイの半田バンプをＩＣパッケージサブストレートの半田濡れプロトリュージョンに対して接合するための手段を含む。
【００４２】
実施例１４において、実施例１３の接合パッドの上に半田濡れプロトリュージョンを形成するための手段は、任意的に、自動レーザダイレクトデポジションステーションを含む。
【００４３】
実施例１５において、実施例１４の技術的事項は、任意的に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの反対に配置され、かつ、透明サブストレートの上の半田濡れ材料のフィルムと、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの上に半田濡れ材料を移転するように、透明サブストレートに対してレーザエネルギを適用するためのレーザエネルギ源を含む。
【００４４】
実施例１６において、実施例１４−１５のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートの複数の接合パッドの反対に配置された半田濡れ材料のフィルムを含み、かつ、適用されたレーザエネルギは、複数の接合パッドの反対の移転材料のフィルム上の位置に対してスキャン可能である。
【００４５】
実施例１７において、実施例１４−１５のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項は、任意的に、一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートの複数の接合パッドの反対に配置された半田濡れ材料の前記フィルムを含み、半田濡れ材料のフィルムと一つまたはそれ以上のＩＣパッケージサブストレートが、接合パッドと半田濡れ材料を適用されるレーザエネルギの反対に位置するように、レーザエネルギ源に関して移動可能である。
【００４６】
実施例１８において、実施例１３−１７のうちいずれか一つに係るＩＣダイの半田バンプをＩＣパッケージサブストレートの半田濡れプロトリュージョンに対して接合するための手段は、任意的に、ＩＣダイをＩＣパッケージサブストレートに対して接合するように構成された自動熱圧着（ＴＣＢ）ステーションを含む。
【００４７】
実施例１９においては、（電子アセンブリといった）技術的事項を含んでよく、もしくは、任意的に、実施例１から１８のうちの一つ又はあらゆる組み合わせに係る技術的事項を含んでよく、集積回路（ＩＣ）パッケージサブストレートと、ＩＣパッケージサブストレート上の多数の接合パッドでありＩＣダイに対する電気的接続のための表面を含む接合パッドと、多数の接合パッドの一つまたはそれ以上の表面から延びている一つまたはそれ以上の半田濡れ材料のプロトリュージョンを含む。
【００４８】
実施例２０において、実施例１９の技術的事項は、任意的に、ベースと頂点を有する半田濡れプロトリュージョンを含み、ベースの幅は頂点の幅より大きい。
【００４９】
実施例２１において、実施例２０の技術的事項は、任意的に、１００マイクロメータ（１００ミクロン）またはそれ以下の幅を有する。
【００５０】
実施例２２において、実施例１９−２１のうち一つ又はあらゆる組み合わせの技術的事項は、任意的に、ＩＣパッケージサブストレートの接合パッドの表面の幅よりも小さい幅を有する半田濡れプロトリュージョンを含む。
【００５１】
実施例２３において、実施例１９−２２のうち一つ又はあらゆる組み合わせの技術的事項は、任意的に、タングステン、金、銅、または銀、のうち少なくとも一つを含む半田濡れプロトリュージョンを含む。
【００５２】
実施例２４において、実施例１９−２３のうち一つ又はあらゆる組み合わせの技術的事項は、任意的に、半田ペーストを含む半田濡れプロトリュージョンを含む。
【００５３】
実施例２５において、実施例１９−２３のうち一つ又はあらゆる組み合わせの技術的事項は、任意的に、ＩＣパッケージに対して接合されたＩＣダイを含み、ＩＣダイは、プロセッサおよびメモリのうち少なくとも一つを含む。
【００５４】
これらの限定的でない実施例それぞれは、自立し得るものであり、もしくは、一つまたはそれ以上の他の実施例との種々の順列または組み合わせにおいて結合されてよい。
【００５５】
上記の詳細な説明は、添付の図面への参照を含んでおり、図面は詳細な説明の一部分を形成している。図面は、説明の方法として、本開示が実践され得る特定の実施例を示している。これらの実施例は、また、ここにおいて、「実施例」としても参照される。この文書と、参照によって包含されるあらゆる文書との間における一貫性の無い使用のイベントにおいては、包含される参照における使用は、この文書の使用に対する補助的なものであると考えられるべきである。相容れない不一致については、この文書における使用がコントロールするものである。
【００５６】
この文書において、用語「一つの（”ａ”または”ａｎ”）」は、特許文書において一般的なように、一つまたは一つ以上のものを含むように使用され、「少なくとも一つ（”ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ”）」または「一つ以上（”ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ”）」に係るあらゆる他のインスタンスまたは使用からは独立している。この文書において、用語「または（”ｏｒ”）」は、非排他的であることを参照するように使用される。もしくは、「ＡまたはＢ（”Ａ  ｏｒ  Ｂ”）」が、そうでないものと示されていなければ、「ＡであってＢでない（”Ａ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  Ｂ”）」、「ＢであってＡでない（”Ｂ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  Ａ”）」、および「ＡおよびＢ（”Ａ  ａｎｄ  Ｂ”）」を含む、といったものである。添付の請求項においては、用語「含む（”ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ”）」および「そこで（”ｉｎ  ｗｈｉｃｈ”）」は、それぞれの用語「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここで（”ｗｈｅｒｅｉｎ”）」の平易な英語（ｐｌａｉｎ−Ｅｎｇｌｉｓｈ）として使用されている。以降の請求項においても、また、用語「含む（”ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ”および”ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”）」は、オープンエンド（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ）であり、つまり、請求項において、そうした用語の後にリストされたものに加えてエレメントを含むシステム、デバイス、装置、またはプロセッサは、なおも請求項の範囲の中に在るものとみなされる。さらに、以降の請求項において、用語「第１の（”ｆｉｒｓｔ”）」、「第２の（”ｓｅｃｏｎｄ”）」、および「第３の（”ｔｈｉｒｄ”）」等は、単にラベルとして使用されており、それらのオブジェクトに対して数字的な要求を課すように意図されたものではない。
【００５７】
ここにおいて説明された方法の実施例は、少なくとも部分的にマシンまたはコンピュータで実施され得る。いくつかの実施例は、電子デバイスを上記の実施例において説明されたように方法を実行するように構成するために動作可能なインストラクションを用いてエンコードされたコンピュータで読取り可能な媒体またはマシンで読取り可能な媒体を含み得る。そうした方法の実施は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、ハイレベル言語コード、等といった、コードを含んでよい。そうしたコードは、種々の方法を実行するためのコンピュータで読取り可能なインストラクションを含み得る。コードは、コンピュータプログラムプロダクトの部分を形成し得る。さらに、コードは、実行の最中または他の時に、一つまたはそれ以上の揮発性または不揮発性のコンピュータで読取り可能な媒体上に有形に保管され得る。これらのコンピュータで読取り可能な媒体は、これらに限定されるわけではないが、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク（例えば、コンパクトディスクおよびデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリカードまたはスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、などを含んでよい。いくつかの実施例において搬送媒体は、方法を実施するコードを搬送することができる。用語「搬送媒体（”ｃａｒｒｉｅｒ  ｍｅｄｉｕｍ”）」は、コードが送信される搬送波を表わすために使用されてよい。
【００５８】
上記の説明は、説明的であるように意図されたものであり、限定的なものではない。例えば、上述の実施例（または、一つまたはそれ以上の態様）は、お互いに組み合わされて使用されてよい。他の実施例は、上記の説明を評論する際に当業者の一人といったものにより使用され得る。要約は、米国特許法施行規則第１．７２条（ｂ）項（３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ））に従って提供されており、読者は、本技術開示の本質を迅速に確かめることができる。要約は、請求項の範囲または意味を解釈もしくは限定するために使用されることがないという理解と共に提出されている。上記の詳細な説明においても、また、発明開示を効率化するために種々の特徴が一緒にグループ化されてもよい。このことは、請求されていない開示された特徴があらゆる請求項について不可欠なものであることを意図しているように解釈されるべきではない。むしろ、発明的な技術的事項は、特定の開示された実施例の全ての特徴より少ないところに在り得るものである。従って、以降の請求項は、ここにおいて詳細な説明の中に包含されており、分離した実施例として独立しているそれぞれの請求項を伴うものである。本発明の範囲は、添付の請求項を参照して、そうした請求項に付与された均等物の全ての範囲に沿って、決定されるべきものである。
【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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