(57)【要約】  半田材料による混成された２つの部材をコーティングするための方法。  半田材料（６）により互いに関係付けられる二つの部材により構成されるコンポーネントの混成化された領域をコーティングするこの方法は、前記コンポーネントの混成された部材間で定められる空間を毛細管現象により充填することができるコーティング物質を、前記コンポーネントに近接して堆積することを含む。  前記物質に関して非可湿性の領域（１０）が前記コンポーネントの下部部材（３）上の混成化領域の周辺上で、非可湿性領域は、前記物質に関して反湿潤であるカバーを堆積することにより、定められ、ＰＥＣＶＤにより加えられ、且つ、前記第１部材上で、ハイブリッド化と一致して、コーティング物質のための湿潤表面（１２）を定める。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田材料（６）により互いに関係付けられる二つの部材（２，３）により構成されるコンポーネントの混成化された領域をコーティングする方法であって、前記コンポーネントの混成された部材間で定められる空間を毛細管現象により充填することができるコーティング物質（５，７）を、前記コンポーネントに近接して堆積することを含み、方法は、前記物質に関して非可湿性の領域（１０）が前記コンポーネントの下部部材（３）上の混成化領域の周辺上で定められ、非可湿性領域は、前記物質に関して反湿潤であるカバーの堆積により製造され、ＰＥＣＶＤにより得られ、且つ、前記第１部材（３）上で、混成化と一致して、コーティング物質のために湿潤表面（１２）を定めることを特徴とするコーティング方法。
【請求項２】
反湿潤カバーがSiOC又はC4F8により構成されることを特徴とする請求項１に記載のコーティング方法。
【請求項３】
コーティング物質（５，７）に関して非可湿性の領域（１０）が、前記コーティング物質の堆積を受容するために、湿潤表面（１２）に接触し、連続する表面（９）をも定めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコーティング方法。
【請求項４】
コーティング物質（５，７）に関して非可湿の領域（１０）が、余分のコーティング物質を収集するために、湿潤表面（１２）に接触し、連続する表面（１１）をも定めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のコーティング方法。
【請求項５】
余分なコーティング物質の収集表面（１１）が、混成されたコンポーネントに対して前記物質の堆積表面（９）の反対側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のコーティング方法。
【請求項６】
コーティング物質に関して非可湿性の表面（１４）が、前記第１部材（３）上で、混成化領域中及びコーティング物質の存在が必要でない特定の領域中に配置され、前記非可湿性表面も、前記物質に関して反湿潤のカバーの堆積によっても得られていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のコーティング方法。
【請求項７】
可湿性特性が、コンポーネントがプラズマの作用又は紫外線放射の作用を受けることによって、混成された部材の間のコーティング物質（５，７）が移動した後の反湿潤カバー上に新たに与えられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載されるコーティング方法。
【請求項８】
プラズマ又は紫外線放射処理後に、そのようにして得られたコンポーネントがコーティング樹脂（２０）でコートされることを特徴とする請求項７に記載のコーティング方法。
【請求項９】
反湿潤カバーがSiOx1Cy1Hz1及び下記の式によって構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のコーティング方法。
0.3 ≦ x1 ≦ 0.4 
0.15 ≦ y1 ≦ 0.2及び
0.4 ≦ z1 ≦ 0.55
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロニクス分野に関し、より詳しくは、半田バンプとしても知られている、２つの異種コンポーネントのバンプによる混成技術のマイクロエレクトロニクス分野に関する。従って、マイクロ−コンポーネントの一般分野、より一般的には電子チップとして示されている分野に関係しているが、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）のような、マイクロセンサー、マイクロアクチュエーターに適用でき、また、垂直空洞半導体発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のような、光電子コンポーネントにも適用できる。
【０００２】
本発明では、コンポーネントという用語は、電子チップのような電子センサー、電気的又は電子回路支持体、又は保護カバーのような受動電気的コンポーネント、又は物理量センサーさえをも意味する。
【背景技術】
【０００３】
本願発明の文脈で用いられるマイクロ−コンポーネントは、通常、適切な種類の基体、例えば、電子コンポーネントのための半導体型（単一のシリコン、サファイアなどの結晶）の基体に配置されている。
【０００４】
前記基体は、電気的に導電性の経路、例えばアルミニウムで作られ、マイクロコンポーネントから基体の周辺に向けて放射状に配置される経路が備えられる。それは、必要とされる電力全てをコンポーネントに供給することだけでなく、中でも前記コンポーネントが生成することを要求される信号の演算を処理し、そして組み込まれた機能を制御することさえ可能にする。
【０００５】
異なるコンポーネントを互いに接続するために、今日幅広く使用される技術の１つは、ボール又はバンプによるフリップ−チップ混成の技術である。この技術は、要約すると以下のものを含む。
−接合のためのコンポーネントの１つにある１以上の可湿性の表面に、適切な量の溶接バンプを構成する材料を堆積させるステップ；
−前記溶接材料により可湿性である表面に、混成のための別のコンポーネントを提供するステップであって、第２コンポーネントが第１上に移される場合に、前記表面が実質的に前記第１コンポーネントと一致して提供されているステップ；
−液体形状で存在している材料の流れを堆積するステップであって、前記流れが、脱酸素及びはんだづけ中の再酸化の防止の化学的機能、及び熱の移動を可能にする熱機能、及び表面の張力を減少させることを可能にする物理的機能を果たすことにより、バンプの形成それ自体を促進するステップ；
−そして、堆積するように、他のコンポーネントの湿潤性表面を半田材料に接触するようにするステップ；
−最後に、必要な結果が得られるまで、それらの融合を得るために、温度がバンプを構成する材料の融点よりも高くなるように、温度を上げるステップであって、すなわち、第２コンポーネント上の第１コンポーネントの混成化であって、前記バンプはコンポーネントそれぞれの可湿性表面の間に、機械的及び／又は電気的リンクを作って、少なくとも前記可湿性表面のうちの１つが、その上に設けられた導電性の経路に、接続されるステップ。
【０００６】
このようにして、組立工程中、バンプを構成する半田材料は、ボールの形状を取る。
【０００７】
単一基体表面で混成化が可能なコンポーネントの数が多いために、生み出される回路の機械的強度の問題に特別に注意を払わなければならない。前記機械的強度を最適化するために、混成化された後に得られる電子コンポーネントを覆う周知の技術がある。
【０００８】
従来技術のコーティング技術が特に図１及び図２に関連して示される。
【０００９】
このコーティング方法は、前記基体上のチップ２の混成化に関連して、コーティング樹脂のような、コーティング物質の較正された液滴５を、基体３又はコンポーネント１のリード回路に堆積させることを含めることができる。
【００１０】
樹脂の前記較正された液滴５は、バンプによって混成化された電子コンポーネントの近くに堆積され、前記樹脂の液滴は、毛管現象により、混成化により追加された電子コンポーネント又はチップ２の下に移動する。すなわち、樹脂は、電子コンポーネントと基体との間で区画された空間を占め、混成化バンプ６を囲むようになる。コーティング７はこのように区画され、混成化後に得られたコンポーネントの時間にわたって機械的強度を保証する。
【００１１】
前記コーティング技術は、しかしながら幾つかの困難に遭遇する。
【００１２】
最初の場所では、毛管効果を実行するために、コーティング樹脂の効果的な移動を確実して、毛細管現象を支える表面張力効果を発生させるために、樹脂の液滴が、混成化するためのコンポーネントに十分に近接して堆積されなければならない。
【００１３】
同じように、樹脂の容積は、コンポーネント２と基体３の間で定められた空間を完全に満たすのに十分なほど多くなければならない。しかしながら、前記樹脂が基体を越えて広がることを防ぐために、すなわち、近接した他のコンポーネントとの混成化が起こることを防ぐために、前記量は過度であってはならない。
【００１４】
このコーティング技術の改善策は、例えば特許文献１に記載されている。簡潔に記すと、これは、基体上のコンポーネントを混成化させるために、ボールのカーペットをバンプに近接して配置することを含んでおり、前記コーティング樹脂は前記ボールのカーペットに堆積されるものである。後者は、毛細管現象によって混成されたコンポーネントに向けた樹脂の移動を確実にすることにより、直接的な方法で、近接する際の固有の問題を解決している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】仏国特許発明第２７０４６９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、この改善策は、混成されたコンポーネントを越えて拡散するコーティング樹脂を制御するという問題を解決せず、樹脂の過剰は、常に基体上の拡散をもたらしうる。この困難から逃れるために、コンポーネントに関して周辺部に粘着性の継ぎ目を設ける提案がなされており、前記継ぎ目はバリアとして作用して、コーティング樹脂は前記継ぎ目の中に堆積される。
【００１７】
しかしながら、この技術は様々な欠点も生じ、その実施方法は、２つのステージでなされ、製造時間について不利であるという事実が述べられているかもしれない。
【００１８】
さらに、前記継ぎ目を実施することは、基体上の表面を消費することになり、それにより単一の基体上のコンポーネントに接合して集中させるための能力を減少させる。
【００１９】
本発明は、これらの異なる問題の解決策を見出したことを具体的に詳述する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、初めに、半田材料により双方が関連付けられる２つの部材により構成されるコンポーネントの混成された領域をコーティングする方法に適用される。
【００２１】
前記方法は、前記コンポーネントに近接して、当該技術分野において、アンダーフィル樹脂としても知られるコーティング物質を堆積させることを含む。それは、毛細管現象により、前記コンポーネントの混成された部材間にある空間を埋める能力があるとして検討されている。
【００２２】
本発明によれば、前記コンポーネントの下部の部材の混成された領域の周辺で、前記物質に関して反湿潤のカバーの堆積により、前記物質に関して非可湿性の領域が定められており、さらに前記堆積は、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）によりなされる。
【００２３】
これを行うことで、前記非可湿性領域がコーティング物質に対してバリアを提供することにより、前記下部部材と、一般論としては前記コンポーネントが混成化される基体とにコーティング物質が分散する危険を全て回避する。
【００２４】
本発明によれば、反湿潤カバーは、非常に厚いというわけではなく、例えばSiOC又はC4F8により構成される。
【００２５】
本発明の１つの有利な特徴によれば、連続表面が、前記第１部材上又は基体上で定められる。コートされる必要があって、前記コーティング物質を受容するための混成化領域と、連続表面は、一致する。
【００２６】
前記領域が、前記コーティング物質に関して湿潤するというのは、コーティング物質に関して非湿潤であるコーティングがそれらの周辺部上で加えられるという意味で、デフォルトで、定義される。
【００２７】
本発明の１つの特徴によれば、前記ゾーンは、前記湿潤領域に隣接し且つ繋がるように配置され、コーティング物質の液滴を受容する表面として作用するようにされている第１延長部を含む。
【００２８】
本発明の別の特徴によれば、前記領域はそれらに隣接し且つ繋がるように配置され、過剰のコーティング物質を収集するように意図され、コートすることが必要な混成されたコンポーネントに対して前記受容延長部とは反対側に、有効に配置される第２延長部も含む。
【００２９】
言い換えると、これらの２つのデザインでは、非可湿性領域は、明らかに、混成されたコンポーネントの周辺にあって、１つ又は２つの延長部を有し、コーティング物質を受容するための領域及び前記過剰のコーティング物質を収集するための領域をそれぞれ定める。
【００３０】
本発明の１つの顕著な特徴によれば、より詳しくは光電子コンポーネント向けに、コーティング物質に対して非可湿性の表面が、第２部材が混成される第１部材上又は基体上で定められ、混成化領域中、及び、コーティング物質の存在が必要でない特定領域中に位置する。
【００３１】
前記デザインは、光電子コンポーネントの文脈で見つかりうる。光電子コンポーネントの観点から、それは、レーザーを混成することが必要とされ、基体は次に通過孔で穴が開けられ、レーザービームを通し、且つ光ファイバを受容する。
【００３２】
本発明の別の目的によれば、記載された方法は、得られる反湿潤コーティングに新たに可湿性特性を付与するのに使用することができる。本発明に応じて、反湿潤性カバーをプラズマの作用又は紫外線放射の作用を受けさせることにより、この可湿性特徴反転が得られる。この目的を達成するために、コンポーネントを構成する部材をいわゆる「アンダーフィル」樹脂により一緒に混成された後に、上述したものに従って、アセンブリは、前記コンポーネントに良好な機械的結合を与える「グロブトップ（glob-top）」という用語で当該分野で知られている別の樹脂でコートされる。
【００３３】
言い換えると、可湿性特性のこの反転性は、「フリップチップ」により先に混成されたコンポーネントを、コーティング樹脂又は良好な接着性を有する「グロブトップ（glob-top）」によりコートすることを可能にし、チップの下又はハイブリッド化された部材の下の電気的な接触部が、疎水性であるので効果的に結合することができない堆積バリアを使用して制御した方法で、アンダーフィル樹脂でコートされる。実際に、疎水性が残された堆積では、「グロブトップ」コーティングは接着性に乏しく、初期クラッキングを促進する。
【００３４】
疎水性特性が増加する場合、可湿性が減少することを思い出すことは有用である。
【００３５】
本発明が実施される方法、及び得られる利点は、添付した図面により支持され、開示目的のために且つ非限定的に与えられた以下の実施例から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】既に述べたように、従来技術のコーティング原理の概略図である。
【図２】既に述べたように、従来技術のコーティング原理の概略図である。
【図３】本発明による、混成されたコンポーネントをコーティングする方法を上から見た図である。
【図４】図３に類似する別の発明を上から見た図である。
【図５】本発明の方法によるコートがなされた混成された光電子コンポーネントを示す断面図である。
【図６】図５を上から見た図である。
【図７】オプトエレクトロニクス（ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ）コンポーネントにおいてリニアレーザーアレイ及びリニアレンズアレイを実装している、本発明による、混成されたコンポーネントを示す概略図である。
【図８ａ】本発明が応用されたコーティングが可湿性特性の可逆特性を示すことを表わす図である。
【図８ｂ】本発明が応用されたコーティングが可湿性特性の可逆特性を示すことを表わす図である。
【図８ｃ】本発明が応用されたコーティングが可湿性特性の可逆特性を示すことを表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図３及び図４に関して、混成化後に得られたコンポーネントをコーティングする方法の説明がなされる。これは、混成されたコンポーネント２及び３により定められる容積又は空間中に、コーティング樹脂又はアンダーフィル樹脂７を移動させる原理を根本的に基礎とする。それにより、混成されたコンポーネントの機械的強度及び前記混成されたコンポーネントを実装するセンサーが直面しうる異なったストレスが続く特にマイクロバンプ６の抵抗を確保する。
【００３８】
前記コーティング樹脂は、エポキシから構成されることができ、またアクリレート及びシリコーンを含む群から選択することができる。
【００３９】
コーティング樹脂をコンポーネント間の空間に閉じ込めるために、下部コンポーネント、この場合適切には基体３は、混成された領域を除いて、前記基体に関して非湿潤性の材料の細かい層でコートされる。
【００４０】
コンポーネントの下部を上から見た図が、図３に示されている。参照符号８は破線でコンポーネントの周辺を示し、参照符号１２は樹脂の閉じ込め領域を示している。
【００４１】
本発明によれば、コーティング樹脂の必要な量の堆積のための領域９もまた、コーティング樹脂に関して非湿潤性であるカバーを施工することにより定められている。コンポーネントの全周辺を覆う非湿潤性のカバーの存在による前記コーティング樹脂の閉じ込めは、前記コーティング樹脂が必要表面を越えて移動することがないことを確かなものとすることにより、従来技術の欠点を克服することを可能にする。
【００４２】
前記コーティング樹脂の閉じ込めのおかげで、単一の基体上の混成されたコンポーネントの集中を増大させることが可能となった。なぜならコンポーネント領域間を越える前記コーティング樹脂の移動に関する問題に遭遇することはないからである。
【００４３】
コーティング樹脂に関する非湿潤性のカバーはとても厚くはなく、典型的には１０〜５００ｎｍの間であり、例えば、SiOC又はC4F8から構成される。
【００４４】
前記カバーは、この場合適切な、前駆体、オクタエチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）から、例えばアルゴン又は水素のようなキャリアガスを使用してプラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）により堆積される。
【００４５】
プラズマの出力、圧力、初期前駆体濃度及びプラズマ堆積の継続時間に応じて、堆積された層の厚さ及びSiOx1Cy1Hz1の化学量論が制御されることができる。材料SiOx1Cy1Hz1は、0.3 ≦ x1 ≦ 0.4 且つ 0.15 ≦ y1 ≦ 0.2 且つ 0.4 ≦ z1 ≦ 0.55という式で表わされる。
【００４６】
明らかなように、前記堆積方法及び対応する取り扱いは、もっと一般的に、例えばテトラエチルシクロテトラシロキサン（ＴＮＣＴＳ）のような近い配合物のシロキサンの他の種類に適用することができる。
【００４７】
前記材料は、さらに処理することができ、表面で一般式SiOx2Cy2Hz2, ここで x2＞＞x1, y2＜＜y1 及び z2＜＜z1或いはより直接的にはSiOxで示される材料に変換することができる。ここで、その表面の値、特に極性、エネルギーを特に増加させるために、ｘは２に向かう傾向があり、とても強い液体湿潤性（水に関して約５°の接触角）がもたらされ、そして付着力の非常に際立った増加及び多孔発達（未加工のＯＭＣＴＳに関しては４０時間の生成時間から、処理されたＯＭＣＴＳに関しては２０時間まで動く）がもたらされる。
【００４８】
用いられる処理は、プラズマ型、すなわちヘリウムプラズマ又は酸素プラズマ（O2, SF6 + O2, CHF3 +O2 など）、又は、大気中又は酸素強化大気中でのＵＶ型のいずれかである。
【００４９】
従って、この種類の堆積に関する前記処理は、最初物質に関して非可湿性であった領域を前記物質に関して可湿性にするという特徴を有する。言い換えると、堆積の初期低湿潤性又は非湿潤性特性は、可逆的になる。
【００５０】
この特徴は、当該技術分野で「グロブトップ（glob-top）」として知られ考慮される、混成化後に得られるコンポーネントの機械的結合を促進し最適化するために用いられる周知の方法で、カバー樹脂の接着性を改善するために実施されることができるので有利である。
【００５１】
このようにして、最初（図８ａ）に、局所的な非湿潤コーティングの堆積、例えばSiOx1Cy1Hz1は、コンポーネント又は混成された部材２の下でコーティング又はアンダーフィル樹脂５、７の拡散を閉じ込めにより制御し、次に第２段階では、そのようにして得られたユニットが、プラズマ又は紫外線放射２１の作用を受け（図８ｂ）、前記閉じ込めカバーをカバー又はコーティング又は「グロブトップ」樹脂２０に関して湿潤にするようにし、それにより前記樹脂のその接着特性を改善し、混成化後のコンポーネントの効果的で耐久性があるコーティングを促進して（図８ｃ）、いわゆる「フリップチップ」混成化によって得られるコンポーネントでしばしば見られる初期クラッキングを防ぐ。
【００５２】
前記コーティング樹脂は、アンダーフィル樹脂、例えば、エポキシ、シリコーン、アクリレート等と同じ種類のものとすることができる。
【００５３】
従って、本発明の方法は、また、機械的マスク又は光学的マスクの何れかを用いて、強い表面エネルギーの領域を処理することによる容易な局所化の可能性を提供する。この作用は、比較的に非粘性の液体（水、生体分子、油）から粘性液体（ゴム、樹脂、塗料）まで、様々な化学種の液滴が、マスクによるパターン決定で局所化されることができ、一方、生体細胞の接着（及び生体分子の吸着）が前記領域で局所化されることができる。
【００５４】
図４に示される別の発明によれば、非湿潤の領域１０は、この場合においては、表面９の反対側に適切に、追加的表面１１を定めることにより修正され、余分なコーティング樹脂全てを収集することを目的とする。
【００５５】
前記方法は、特定のコンポーネントに関して有利であるように実施されることができ、特にチップ２の下に、一般的にいえば活性コンポーネントの下に、コーティング樹脂が堆積又は移動をすることを防ぐ。
【００５６】
光電子コンポーネントは図５及び図６に関連して示され、レーザ１３は基体３上でハイブリッド化される。後者は、通過孔１４で穴が開けられていて、レーザビームを通して、光ファイバ１５を受容することを意図している。全く明らかなように、この種類のＶＣＳＥＬの文脈において、孔１４に一致して配置されたチップの領域は、コーティング樹脂から自由でなければならないことが必用である。この目的のために、穴１５を通した周辺で、コーティング樹脂に関して非湿潤性の材料のリング１６が堆積される。
【００５７】
前記コーティング方法を実施する別の特定のコンポーネントも、図７に関して示される。この場合において、適切に、透明な基体１８にリニアレンズアレイ１７を固定する接着剤は、前記レンズ１７の光学機能を乱すことがなく、前記透明な基体１８の別側に混成されたリニアレーザーアレイ１９から来るレーザービームの光路に影響することはないことを要する。接着剤が光路に移動及び拡がることを防ぐために、反湿潤カバーが堆積され、前に記載された例と同様に、例えば、周辺継ぎ目の形態で、堆積される。
【００５８】
それらの機械的強度を保証するために混成された領域をコーティングすることにおいて採用される手段を簡略化する点について、本発明の全利点を理解することができる。
【符号の説明】
【００５９】
２  混成された部材、チップ
３  下部部材
５  コーティング物質
６  半田材料
７  コーティング物質
８  コンポーネントの周辺
９  表面
１０  非湿潤の領域
１１  追加的表面
１２  湿潤表面
１４  通過孔
１６  リング
１７  リニアレンズアレイ
１８  基体
１９  リニアレーザーアレイ
２０  コーティング樹脂
２１  プラズマ又は紫外線放射
【図１】
2010534410.tif 000003
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
2010534410.tif 000012
【国際調査報告】
2010534410.tif 000013
2010534410.tif 000014
2010534410.tif 000015
2010534410.tif 000016