(57)【要約】  本発明は、基板ＳＵにハンダ付けやボンド結合できる多層の接続面を有する部品に関する。前記部品は、導電性のパッド金属化層ＰＭとＵＢＭ金属化層ＵＢＭに加えて、基板とパッド金属化層の間、あるいはパッド金属化層とＵＢＭ金属化層の間に配置される導電性の応力補償層ＳＫを有する。接続金属化層の応力に対する非感受性は、応力補償層によって得られるので、応力補償層の弾性係数は、ＵＢＭ金属化層の弾性係数よりも低くなる。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（ＳＵ）上にハンダ付けあるいはボンド結合可能な多層の接続面を有する部品であって、
前記基板上に配置され、電気接続のために十分な導電性を付与するパッド金属化層（ＰＭ）と、
前記パッド金属化層上に配置されるとともに、前記パッド金属化層と比べて、小さな下地面積を有するハンダ付けあるいはボンド結合可能なＵＢＭ金属化層（ＵＢＭ）と、
前記基板と前記パッド金属化層の間、あるいは、前記パッド金属化層と前記ＵＢＭ金属化層の間に配置されるとともに、前記ＵＢＭ金属化層よりも低い弾性係数を有する導電性の応力補償層（ＳＫ）と、からなる、
ことを特徴とする部品。
【請求項２】
前記応力補償層（ＳＫ）は、金属材料を含むとともに、前記パッド金属化層（ＰＭ）と前記ＵＢＭ金属化層（ＵＢＭ）の間に配置され、
前記パッド金属化層と前記応力補償層が同一の下地面積を有するように、前記ＵＢＭ金属化層と一体に構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記応力補償層（ＳＫ）は、前記パッド金属化層の金属よりも展性のある金属を含む、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の部品。
【請求項４】
前記応力補償層（ＳＫ）は、多数の部分層からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の部品。
【請求項５】
第１の接着層（ＨＳ）は、チタンまたはクロムを含み、
前記応力補償層（ＳＫ）と前記ＵＢＭ金属化層（ＵＢＭ）の間、あるいは前記パッド金属化層（ＰＭ）と前記ＵＢＭ金属化層の間に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の部品。
【請求項６】
前記接着層は、前記パッド金属化層あるいは前記応力補償層の最上層を形成する、
ことを特徴とする請求項５に記載の部品。
【請求項７】
更なる接着層は、前記ＵＢＭ金属化層の直下に配置されて、前記ＵＢＭ金属化層と一体に構成される、
ことを特徴とする請求項６に記載の部品。
【請求項８】
多層の接続面の少なくとも下層領域は、前記ＵＢＭ金属化層の下地面の領域内にパッド金属化層および／または応力補償層を含んで形成され、
前記下層領域が取り除かれて、前記基板が上層領域に直接接触される部分領域を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の部品。
【請求項９】
前記下層領域は、前記上層領域と数重に噛み合う、
ことを特徴とする請求項８に記載の部品。
【請求項１０】
第１の接着層は、前記構成される下層領域と前記上層領域の間に備えられる、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の部品。
【請求項１１】
第２の接着層は、前記基板と前記パッド金属化層の間、あるいは前記基板と前記応力補償層の間に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の部品。
【請求項１２】
前記パッド金属化層は、アルミニウム層あるいはアルミニウムを含む合金層を含有し、
前記応力補償層は、前記パッド金属化層に渡って配置され、同様にアルミニウム層あるいはアルミニウムを含む合金層を含むとともに、前記応力補償層内で、加えられる応力を緩和するのに十分な厚さを有する、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の部品。
【請求項１３】
前記応力補償層は、前記パッド金属化層の材料よりも重量のある金属を含有する、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の部品。
【請求項１４】
前記応力補償層は、銅、モリブデンおよびタングステンから選ばれる金属を含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の部品。
【請求項１５】
拡散バリア層は、白金、ニッケル、タングステンまたはパラジウムを含有し、前記ＵＢＭ金属化層の直下に備えられる、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の部品。
【請求項１６】
前記ＵＢＭ金属化層は、最上層として、金層、銅層あるいは有機不動態層を有する銅層を含有する、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の部品。
【請求項１７】
前記ＵＢＭ金属化層は、ニッケルおよび銅からなる二重層を含む、
ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の部品。
【請求項１８】
能動的な金属化層からなり、前記基板表面に取り付けられる能動的な部品構造体と、
前記部品構造体と前記接続面、特に、前記パッド金属化層の間で、導電的な接続をなすリード線と、を有する部品であって、
前記リード線は、パッド金属化層とは異なる材料から構成されるか、あるいは、前記パッド金属化層とは異なる層構造を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の部品。
【請求項１９】
導電性の部品構造が配置される基板と、
前記部品構造に導電的に接続される少なくとも１つの接続金属化層と、
前記基板と前記接続面の間に配置されるとともに、前記接続金属化層よりも低い弾性係数を有して構成される絶縁性の応力補償層と、を有する部品であって、
引張強度を有して、部品構造体に前記接続金属化層を接続する手段が備えられ、
引張強度を有する接続部を形成する前記手段は、自己支持型のバネ要素および／または前記基板上に配置されて、前記構成される応力補償層に渡って橋のように延びる前記接続金属化層の部分層として実装される、
ことを特徴とする部品。
【請求項２０】
前記構成される応力補償層は、前記接続金属化層の部分層によって、全ての側面で覆われて、この部分層と前記基板の間で完全に囲まれる、
ことを特徴とする請求項１９に記載の部品。
【請求項２１】
前記バネ要素は、直線状に延びずに、湾曲部および／または角部を有するリードである、
ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の部品。
【請求項２２】
前記バネ要素は、構成される前記接続金属化層の部分層から形成される、
ことを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の部品。
【請求項２３】
前記絶縁性の応力補償層は、プラスチック材料から形成される、
ことを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれか１項に記載の部品。
【請求項２４】
前記接続金属化層は、前記応力補償層の直上に載置されるパッド金属化層と、
さらにその上に載置されるＵＢＭ金属化層と、を含有する、
ことを特徴とする請求項１９乃至２３のいずれか１項に記載の部品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
チップに実装された超小型電気部品および超小型電気機械部品は、フリップチップ配置手段によって、バンプを介してキャリアやサーキットボードに電気的に接続され得る。チップとサーキットボードの間は、キャリアによって電気的に接続される。さらに、キャリアは、部品構造体を保護するために、チップの表面上に配置されるカバーの一部を構成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
部品がフリップチップ方法で取り付けられると、部品自体の機械的作用によって、応力が生じることがある。あるいは、チップ、キャリアおよび／またはサーキットボードの熱膨張係数が異なるので、温度が変化すると、応力が生じることがある。これらの応力は、異なる材料間の機械的な接続、とりわけ、チップとキャリアあるいはサーキットボードの間のバンプ結合に影響を与えることがある。その結果、結合に損傷が生じたり、剥離されたりして、部品の機能が損なわれる場合がある。ここで頻繁に発生する欠陥とは、バンプが接続パッドと一緒に基板から引き離されることである。
【０００３】
十分に大きな直径を有するバンプ、例えば直径約１００μｍのバンプを用いることによって、バンプへの機械的負荷を低減して、破損や剥離の危険を小さくすることが試みられる場合がある。しかしながら、部品の小型化の進行とともに、バンプの寸法は減少し続けるため、部品の応力に対する感受性は増大する。
【０００４】
本発明の課題は、チップ部品に生じる熱応力あるいは機械応力を最小化あるいは補償できるチップ部品を開示することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、前記課題は、請求項１あるいは請求項１９に示された特徴を備える部品によって達成される。本発明の更に有益な実施形態は、その他の請求項に引用される。
【０００６】
本発明によれば、前記課題は、特殊な構造を有する接続金属化層によって解決される。本発明の部品は、この特殊な構造を有する接続金属化層を介して、ボンド結合あるいはバンプ結合によって、キャリアやサーキットボードに固定され、電気的に接続されることができる。公知の接続金属化層が、少なくとも１つのパッド金属化層と１つのＵＢＭ（バンプ下地金属化層）で構成されるのに対して、本発明の部品は、基板とパッド金属化層の間あるいはパッド金属化層とＵＢＭ金属化層の間に、ＵＢＭ金属化層に比べて弾性係数が低い応力補償層を備えている。
【０００７】
応力補償層によれば、部品中で接続金属化層に作用する力を減少させることが可能になる。接続金属化層は、それらの力をかなりの程度まで応力補償層内に吸収するように、バンプによってハンダ付けされ、あるいはボンド結合される。応力補償層は、パッド金属化層やＵＢＭ金属化層よりも容易に変形されるので、接続金属化層の層構造の機械的安定性を損なうことがない。
【０００８】
応力補償層の材料は、塑性的または弾性的に変形される。また、弾性変形は、初期変形が弾性によって元に戻るという利点があるので、弾性変形によれば、応力補償機能、すなわち、応力補償層に働く機械的な力を吸収する機能が取り戻される。応力補償層は導電性を有するので、パッド金属化層の下方あるいは上方のいずれにも同様に配置され得る。
【０００９】
一実施形態において、応力補償層は、金属材料で構成され、パッド金属化層とＵＢＭ金属化層の間に配置され、かつ、ＵＢＭ金属化層と一体に構成される。パッド金属化層は、比較的大きな面積を有しており、この実施形態では、本発明の部品の基板に直接取り付けられる。パッド金属化層は、電気抵抗の低い接続をもたらすために、接続金属化層を基板に良好に接着することと、適度な導電性を有することを特徴とする。ＵＢＭ金属化層は、比較的小さな下地面積を有しており、該ＵＢＭ金属化層によって、例えば、バンプ結合あるいはハンダ結合を用いて、電気的かつ機械的な結合を生じることができる範囲が決定される。ハンダ結合がＵＢＭ金属化層を介して形成される場合、ＵＢＭ金属化層の下地面積に応じて、下地面で接続金属化層を濡らせるハンダボールの直径が決定される。
【００１０】
したがって、応力補償層は、ＵＢＭ金属化層と一体に取り付けられる層であり、ＵＢＭの機能に寄与しない。また、応力補償層は、接続金属化層の厚さを増加させ、その結果、付加的な電気抵抗要素が構成される。そのため、接続金属化層の総厚さは、公知の接続金属化層の厚さよりも著しく大きくなる。
【００１１】
一実施形態において、応力補償層は、パッド金属化層の金属と比べて展性の高い金属で形成されたり、該金属を含んだりしている。また、パッド金属化層の金属と化学的に同一の金属で応力補償層を形成して、応力補償層の展性をより低くすることもできる。したがって、例えば、異なる表面上に堆積されるアルミニウム層は、初めは応力を受けながら成長するが、層の厚さが成長条件に依存する所定の値を超えると、張力の影響を受けない構造だけが発達するので、より高い展性を有するようになる。厚さがこの範囲に達すると、該層は、同一金属からなる比較的薄い層と比べて高い展性を有するようになる。
【００１２】
もっとも、多数の部分層からなる応力補償層を実現することもできる。この場合、チタンやクロムからなる第１の接着層が、応力補償層とＵＢＭ金属化層の間、あるいはパッド金属化層とＵＢＭ金属化層の間に配置されてもよい。その結果、ＵＢＭ金属化層は、張力や剪断力の影響を受けても、ハンダ結合点やボンド結合点でパッド金属化層から剥離されなくなる。応力補償層がパッド金属化層とＵＢＭ金属化層の間に配置される場合、第１の接着層は、応力補償層の最上層として形成されるのと同様に、パッド金属化層の最上層として形成されることがある。さらに、ＵＢＭを取り付ける直前に、更なる接着層を形成して、この接着層がＵＢＭ金属化層と一体に構成されると都合がよい。
【００１３】
パッド金属化層または応力補償層を含む層の配列構造に従う接続金属化層の下層領域が、少なくともＵＢＭ金属化層の領域に構成されるならば、接続金属化層の応力に対する耐久性がさらに改善される。例えば、下層領域は、特定の部分領域で取り除かれるように構成されるので、その取り除かれた場所では、基板は、下層領域の直上にある接続金属化層の上層領域に直接接触する。
【００１４】
この目的のため、下層領域に少なくとも１つ非貫通穴（ｂｌｉｎｄ  ｈｏｌｅ）状の窪みを形成して、下層領域と上層領域が噛み合うようにしている。下層領域と上層領域の間に、多数の噛み合い部があると都合がよい。このことは、交互のパターン、特に、規則的なパターン、例えば、多数の縞が平行に並ぶ形状をとる構成によって成される。もっとも、チェッカーボードのように構成すること、あるいは、例えば、窪みのパターンを、表面の取付領域全体に広げてもよい。下層領域と上層領域を噛み合わせることによって、境界層の表面積が増加するので、これだけで、下層領域と上層領域の間の接着性、特に、前記両方の層領域を形成する接続金属化層の部分層の間の接着性が獲得できるだろう。
【００１５】
下層領域が形成されて、該下層領域が上層領域に噛み合わされる場合、これに加えて、第１の接着層が、これら両方の層領域の間に備えられてもよい。更に別の接着層が、基板とパッド金属化層の間に備えられてもよい。
【００１６】
応力補償層は、パッド金属化層の金属よりも重量があって、適度な導電性を有する金属から選ばれると都合がよい。さらに、応力補償層の金属は、低い電気抵抗を示すとともに、接続金属化層の隣接する層領域に良好に接着結合が形成されるようなものが選ばれてもよい。応力補償層は、例えば、銅、モリブデンまたはタングステンから選ばれる金属を含む。
【００１７】
拡散バリア層は、例えば、プラチナ、ニッケル、タングステンまたはパラジウムから形成されるが、ＵＢＭ金属化層の直下に配置され、あるいはＵＢＭ金属化層の最下の部分層を備えられてもよい。更なる層として、ＵＢＭ金属化層は、ボンド結合可能であるため、ハンダと合金化でき、それほど顕著に不動態化されない金属層を含んでもよい。そのため、金層が、ＵＢＭ金属化層の頂部層として特に適している。また、銅層を頂部層に実装することもでき、該層は、例えば、ＯＳＰ（有機表面不導体化）で被覆される。このＯＳＰはボンド結合を形成する過程において、燃やされ、または溶解される。ＵＢＭの頂部層に、純銅の層を使用することもできる。さらに、例えば、既に形成された酸化物層を、エッチングステップを用いて除去するために、ボンド結合を形成する直前まで、該層の表面を活性化させておくこともできる。
【００１８】
また、ＵＢＭ金属化層は、ニッケルと銅からなる二重層を含んでもよい。
【００１９】
接続金属化層の全ての部分層は、公知の厚層法または薄層法を用いて取り付けられてもよい。もっとも、少なくとも最下層、例えば、チタンの薄層が基板上にスパッタされると都合がよい。この層は、通常、導電性を示さない。薄層プロセスを更に加えることによって、この種の層を補強することもできる。もっとも、電解メッキや無電解法によって、ここでは導電層であるものを補強することもできる。また、複数の異なる電気浴を使用すれば、この方法で多層構造を製造することもできる。
【００２０】
能動的で、導電性を有する部品構造体が、能動的な金属化層の構造を有する形態で、基板表面上に取り付けられてもよい。この能動的な金属化層とは別の金属化層を追加することによって、該部品構造体と接続金属化層を互いに接続することもできる。もっとも、パッド金属化層は、該部品構造体に直接接触するように構成されると都合がよい。
【００２１】
応力補償部品（ｓｔｒｅｓｓ−ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）の別の変形例は、上述の実施形態の更なる代替例であるが、基板と接続面の間に配置されるとともに、接続金属化層よりも低い弾性係数を有する絶縁性の応力補償層を備える。
【００２２】
導電性を有するとともに、基板上に配置される複数の部品構造と接続金属化層の間の引張強度が保証される接続部を形成する手段が提供される。この接続部は、基板表面から離れた自己支持型のバネ要素として、および／または接続金属化層の部分層として実装されてもよい。後者の場合、該部分層は基板の上に配置され、構成される応力補償層に渡って橋のように延びている。この種の接続金属化層の橋形状の部分層は、構成される応力補償層の上方を通って、基板の両端に配置された細片の形で実装することもできる。しかし、接続金属化層の部分層が、構成される応力補償層を全ての側面で覆うように、接続金属化層の最下層の部分層を実装することもできる。このようにして、応力補償層は、基板と部分層との間で完全に囲まれる。
【００２３】
これにより、接続金属化層が、応力補償層に選ばれる材料から独立して、基板に直接かつ固く接着されるという利点が得られる。
【００２４】
応力補償層は、少なくともＵＢＭ金属化層の領域内で、ボンド結合を形成するために備えられる面積の直下に配置されるように構成される。この面積はパッド金属化層の総面積と比べて小さいので、構成される応力補償層の下地面積は、パッド金属化層の面積と比べて小さくできる。したがって、この完全に埋設される応力補償層を構成する材料、例えば、有機プラスチックは、機械的強度や隣接する表面に対する接着性について、高い要求がなされないので、多くの材料の中から、特に、弾性係数が非常に低い軟質材料の中から選ぶことができる。
【００２５】
第２の代替の実施形態では、応力補償層を覆ったり、あるいは基板に接触したりすることなく、応力補償層上に接続金属化層の全てを配置することができる。その上、応力補償層は、他の実施形態の場合よりも薄くなるので好都合である。また、部品構造体に対する電気的接続が、変形や膨張に起因する張力や圧縮力を補償するバネ要素を介して実現される。特に、張力や圧縮力は、例えば、基板とキャリアの材料あるいは基板とサーキットボードの材料が異なる場合に、熱応力の結果として生じるのと同様に、本発明の部品に剪断力が作用する結果として生じる。
【００２６】
バネ要素は、独立した要素、例えば、ボンドワイヤとして形成されてもよい。もっとも、バネ要素が、形成された接続金属化層の部分層として形成されると都合がよい。
【００２７】
基板表面から離れて配置される自己支持型のバネ要素は、バネ要素として使用されるような金属層が上方に取り付けられた補助層あるいは犠牲層を用いて製造されてもよい。前記金属層の取り付け後、直ちにあるいは続けて、バネ要素は、直線でなく、好ましくは１または複数の湾曲部あるいは角部を組み込んで構成される。その後、補助層が取り除かれ、その結果として、構成されるバネ要素は、自己支持型の要素として残存する。
【００２８】
応力補償層上に直接載置されて、特に、基板と接触しない接触金属化層は、その頂部にＵＢＭ金属化層を有するパッド金属化層を含んでもよい。
【００２９】
以下に、本発明を、例示的な実施形態と関連する図面を用いて、より詳細に記述する。これらは、本発明を説明することだけを目的にしているので、模式的にのみ示され、実寸で示されていない。そのため、図面からは、絶対的あるいは相対的な寸法のいずれであっても得ることはできない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】第１および第２の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図１ｂ】第１および第２の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図２】これらの実施形態を示す頂面図である。
【図３ａ】第３の例示的な実施形態を示す断面図と頂面図である。
【図３ｂ】第３の例示的な実施形態を示す断面図と頂面図である。
【図４】第４の例示的な実施形態を示す断面図である。
【図５】接続金属化層について、実施可能な層の配列を示す断面図である。
【図６】第５の例示的な実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１Ａは、本発明の簡潔な実施形態の概略断面図を示している。パッド金属化層ＰＭは、従来の方法および厚さで基板ＳＵの上に取り付けられる。パッド金属化層ＰＭは、良好な導電性を有する材料、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金を含む材料から形成される。また、パッド金属化層ＰＭと図示されない電気部品構造体を、一体に構成することもできる。
【００３２】
パッド金属化層ＰＭは、部品構造体に電気的に接続されるとともに、比較的大きな面積を有していて、基板に十分に接着される。導電性の応力補償層ＳＫは、パッド金属化層の直上に配置される。応力補償層ＳＫは、パッド金属化層ＰＭの中央に配置され、パッド金属化層ＰＭよりも小さな下地面積を有すると都合がよい。
【００３３】
応力補償層は、応力補償層の直上に配置されるＵＢＭ金属化層ＵＢＭよりも弾性係数が小さな材料を有する。ＵＢＭ金属化層と応力補償層は、同一の構成手順で構成されると都合がよい。これは、例えば、パッド金属化層の上に、応力補償層とＵＢＭ金属化層の堆積に必要な面積を覆う金属化マスクを取り付けて構成されることによりなされてもよい。これにより、無電解あるいは電解法によって、パッド金属化層ＰＭの直上に、所望の厚さの応力補償層とＵＢＭ金属化層を溶液からの堆積が可能になる。
【００３４】
応力補償層に適した材料、特に十分な厚さを有するアルニウム層は、例えば、１００〜１５００ｎｍの厚さを有する。応力補償層は、この厚さのアルミニウム層によってしか実現できない。何故ならば、下地金属がどのようなものであっても、その上で成長するアルミニウム層は、初期に最下層の、例えば５０ｎｍの厚さの領域においては応力を受けて形成され、そのため、弾性係数が比較的高くなるからである。この厚さを超えて成長する層は応力が緩和されるので、その結果、アルミニウム層の底部の応力が加わる部分に比べて弾性係数が低くなる。
【００３５】
もっとも、弾性係数が、本来的にＵＢＭ金属化層よりも低い材料で応力補償層を構成することもできる。ここでは、モリブデン、タングステンあるいは銅が、特に注目される。
【００３６】
ＵＢＭ金属化層は、総厚さが約１〜２μｍになるように応力補償層上に取り付けられる。ＵＢＭ金属化層は、多数の部分層を有してもよい。最下層の部分層は、例えば、接着層であってもよい。金属チタンおよびクロムが、特に、この目的に適っている。接着層は、１０〜１００ｎｍの間の厚さを有することができる。
【００３７】
別の構成層は拡散バリア層であり、例えば、ニッケルやニッケル合金から製造される。例えば、１００ｎｍ〜１０００ｎｍの間の厚さが、この目的に適っている。この頂部に、更なる部分層として、ハンダ金属やボンド結合に良好に接着し、例えば、ハンダと合金を形成できる金属層が取り付けられてもよい。もっとも、該金属層は、約５００〜１５００ｎｍの厚さを有する銅層であると好都合である。加えて、ＵＢＭが不動態化され難くなり、その結果、ハンダ付け性がより容易になるように、金層が最上層の部分層として備えられてもよい。この層は、厚さ５０〜５００ｎｍで取り付けることができる。
【００３８】
図１Ｂは、接続金属化層の更なる実施形態を示しており、ＵＢＭに作用する応力について改善がなされている。この例では、応力補償層が基板とパッド金属化層ＰＭの間に配置されるので、応力補償層ＳＫとパッド金属化層ＰＭの配列が逆になっている。それに応じて、応力補償層の面積はパッド金属化層ＰＭの面積に適合されるように形成されている。
【００３９】
ＵＢＭ金属化層の下地面積は、後述のボンド結合およびハンダ結合の寸法によって制限され、パッド金属化層ＰＭの下地面積よりも基本的に小さくなっている。更なる接着層が、基板ＳＵと応力補償層ＳＫの間に備えられてもよく、さらに、これもまた、導電性の材料から製造される。更なる接着層は、ＵＢＭ金属化層の最下層を形成することもできる。
【００４０】
図２は、パッド金属化層ＰＭとＵＢＭ金属化層ＵＢＭの実施可能な構成の頂面図を示している。ボンド結合またはハンダ結合を形成するための十分な下地面積を備えるために、パッド金属化層ＰＭは、その面積が比較的大きい。別の言い方をすれば、該面積が十分大きく選ばれるので、全てのハンダサイトまたはボンドサイトの剥離を実現するのに要する面積は十分大きくなる。
【００４１】
パッド金属化層ＰＭは、リードＺＬに接続されており、リードＺＬは、例えば、部品構造体（不図示）に適した材料のように、パッド金属化層ＰＭと同一の材料、あるいは異なる材料からなる。
【００４２】
ＵＢＭ金属化層ＵＢＭは、ハンダ接続部またはボンド接続部の寸法を決定する。また、ＵＢＭ金属化層ＵＢＭは、パッド金属化層ＰＭ上の中央に配置されると好ましい。異なる金属層の間であっても良好に接着されるということは、ＵＢＭが、下方にあるパッド金属化層ＰＭに十分良好に接着されることも意味している。図２に示されていない応力補償層が、図１Ａに示すのと同様に、パッド金属化層ＰＭとＵＢＭ金属化層の間に構成されてもよく、図１に示すように、ＵＢＭ金属化層と一体に構成されてもよい。もっとも、応力補償層を、パッド金属化層ＰＭと一体に構成して、パッド金属化層ＰＭと基板の間に配置することもできる。
【００４３】
図３Ａは、本発明の更なる実施形態を示している。本実施形態では、ボンド結合と接続金属化層の結合部だけではなく、パッド金属化層ＰＭと部品構造体ＢＥＳの間の電気接続部も、応力に耐えられる大きな変形容量を有している。このことは、部品構造体ＢＥＳとパッド金属化層ＰＭの間に、電気接続部をバネ要素ＦＥの形態で構成することにより実現される。該電気接続部は、基板ＳＵの表面から離れて配置されており、特に、伸張に備えて余剰の変形容量を有している。リードとパッド金属化層ＰＭは、同一の層から構成されてもよい。後から、犠牲層をエッチングや溶解によって取り除くことによって、バネ要素の下方に空き領域を形成することもできる。空き領域ＨＲは、バネ要素ＦＥと基板の間に位置する。
【００４４】
図３Ｂは、パッド金属化層ＰＭと部品構造体ＢＥＳの間に、バネ要素ＦＥとして実装される電気接続部の頂面図を示しており、該電気接続部は単に模式的に図示されている。バネ要素ＦＥは、直線状に延びずに、多数の湾曲部と角部を有していてもよい。応力補償層は、パッド金属化層ＰＭと基板ＳＵの間に備えられ、パッド金属化層ＰＭと同じ大きさの下地面積を有してもよい。もっとも、図３Ｂで点線によって示されるように、応力補償層ＳＫは、より大きな下地面積を有しても良い。
【００４５】
この実施形態は、伸張や変形に備えるバネ要素の余剰の変形容量によって、リードやバネ要素ＦＥに対して、どの方向に力が作用してもそれを補償できることに利点があるので、電気接続部やバネ要素が剥離されることはない。このように、図２に示すような直線状のリードＺＬと比べて、基板の表面に対して平行に作用する剪断力と、該表面に垂直に作用する張力あるいは圧縮力を補償できるので、接続金属化層の耐久性が増すことが保証され、その結果、本発明の部品の耐久性が増すことも保証される。この実施形態では、層の配列とバネ要素ＦＥによって電気接触部が形成されていて、応力補償層ＳＫには導電性を要しないので、応力補償層ＳＫは、絶縁層であってもよい。特に低い弾性係数で取り付けられる有機ポリマーやプラスチックからなる層が好ましい。パッド金属化層ＰＭは、この頂部にＵＢＭを取り付けて完成されるので、パッド金属化層に作用する可能性がある基板表面に対して垂直または横方向のどんな力に対しても大きな耐久性を有する。
【００４６】
図４は、応力が補償される接続金属化層の更なる別の実施形態を示しており、本実施形態では、応力補償層ＳＫは基板上に直接配置されている。頂面に取り付けられるパッド金属化層ＰＭは、少なくとも両側で応力補償層ＳＫを覆っている。応力補償層ＳＫは、パッド金属化層ＰＭと基板ＳＵの間で完全に囲まれると好ましく、それによって、パッド金属化層ＰＭが全ての側面で応力補償層を覆うことになり、その結果、パッド金属化層は、全ての側面で基板ＳＵを囲んでいる。その上、この実施形態では、応力補償層の材料に対して、環境の影響からの保護が要求され、また、溶媒や攻撃的な媒体（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ  ｍｅｄｉａ）を用いた処理を含む形成工程や加工工程において、損傷を受けることなしに耐えることが要求される。したがって、この例示的な実施形態では、応力補償層が有機ポリマーから構成されてもよい。さらに、ＵＢＭ金属化層は、パッド金属化層ＰＭの上方、好ましくは下地面の領域内に備えられ、応力補償層ＳＫによって覆われる。さらに、ＵＢＭに特に顕著に作用する圧縮力を良好に緩和できるので、層構造全体に加えられる機械的負荷は許容範囲を超えて大きくなることがない。
【００４７】
図５は、全ての接続金属化層に対して、実施可能な層構造の断面図を示している。第１の接着層Ｓ１は、基板ＳＵとパッド金属化層ＰＭの間に配置される。別の接着層は、応力補償層ＳＫとＵＢＭ金属化層ＵＢＭの間に配置される。既に述べたように、ＵＢＭを多層の部分層から構成することもできる。
【００４８】
図６は、機械的負荷に耐えるように、応力補償層によって接続金属化層の接着性を改善し、その変形容量を増すための更なる選択肢を示している。この実施形態では、パッド金属化層ＰＭの構造要素は、基板ＳＵの露出された表面と交互に並ぶように配列される。例えば、ストライプ状を成すように配列することができる。
【００４９】
任意に取り付けられる接着層ＨＳは、パッド金属化層ＰＭと一体に構成される。ここでは、応力補償層ＳＫは、全ての領域を覆って取り付けられるので、パッド金属化層ＰＭの構造要素の間で、基板ＳＵの表面と接触するようになる。応力補償層ＳＫは、ＵＢＭよりも低い弾性係数を有する、より好ましくは、ＵＢＭあるいはパッド金属化層ＰＭのいずれよりも低い弾性係数を有する導電性の材料から形成される。
【００５０】
応力補償層の表面は平坦である。このことは、平坦化効果を有する取り付け方法によって生じる。もっとも、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）のような一連の手順によって、応力補償層ＳＫ上に平坦な表面を得ることも可能である。ＵＢＭ金属化層は、応力補償層上に、より好ましくは、その構成される領域内に配置される。構成されることによって、パッド金属化層ＰＭ、応力補償層およびＵＢＭの各層の間で、特に緊密な層の結合が形成されるので、剥離に対する耐久性を増すことができ、これに加えて、応力を補償するように全ての接続金属化層の変形容量の増加を可能にする。
【００５１】
提案されるように実装される接続金属化層は、全く異なる部品に対して、全く異なる基板上で接続金属化層の応力に耐えるために、変形容量を増加させる。
【００５２】
本発明は、フリップチップ技術を用いて取り付けられる、微細な部品構造体を有する部品について、接続金属化層を構成するのに利用されると好ましい。該部品は、組み立てられた後、例えば、ドリッピングすることによって、より好ましくは、ポリマーでオーバーモールドすることによって、プラスチック材料でカプセル化されて覆われる。特に、オーバーモールドする場合、部品は、オーバーモールド工程によって、５０バール以上の圧力に曝される。特に、フリップチップとして結合される部品は、それによって、ボンド接続部が負荷に曝されるので、チップとキャリアの間、あるいはチップとサーキットボードの間に、接続金属化層を有している。部品に加わる全圧力がボンド結合に直接作用するので、キャリアとチップの間で端部にアンダーフィル材を用いずにフリップチップとして結合される部品が特に好適である。本発明は、センサーや音響部品のようなＭＥＭＳ（微小電気機械システム）部品、特に、体積音響波（ＢＡＷ部品）を用いて、あるいは表面音響波（ＳＡＷ部品）で操作する部品に好適である。
【００５３】
本発明は、図示される例示的な実施形態に限定されず、専ら特許請求の範囲によって定義される。特に、構造、層の厚さ、あるいは使用される材料に関して、種々の変形が可能である。本発明に係る接続金属化層に多数の可能な例があるため、ここで詳細に記述されない付加的な部分層を含んでもよい。これらの付加的な部分層は、導電性、ハンダまたはボンド変形容量の改善、あるいは異なる部分層の間または接続金属化層と基板の間の接着性の改善に寄与できる。さらに、部分層は、表面が不動態化されることから、酸化からＵＢＭを保護するのにも役立つ。
【符号の説明】
【００５４】
ＳＵ  基板
ＰＭ  パッド金属化層
ＳＫ  応力補償層
ＵＢＭ  ＵＢＭ金属化層
ＺＬ  リード
ＦＥ  バネ要素
ＨＲ  空き領域
ＢＥＳ  部品構造体
ＨＳ  接着層
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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