(57)【要約】      （修正有）【課題】再接続可能なチップインターフェースおよびチップパッケージを提供する。【解決手段】回路デバイス上および基板上の電気的接続パッド２３，２７は、前記回路デバイスと前記基板が接続されるときに互いに接触する。前記デバイスおよび前記基板の一方の上の少なくとも１つの第１の突起３７と前記デバイスおよび前記基板の他方の上の少なくとも２つの第２の突起３９の各々は、それぞれの軸方向の長さを有し、そして前記突起が互いに噛み合ったときに、それらの軸方向の長さに沿って緊密な摩擦嵌合をするためにサイズおよび形状が設定されている。集積回路デバイスパッケージは、集積回路デバイスと、この回路デバイスを電子回路基板上に搭載するための相互接続基板とを含む。この相互接続基板は、前記回路デバイスの能動表面と組み合わされて囲まれた空間を形成する。【選択図】図３
2005051239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
この基板に対し電気的および機械的に接続されるように適用される集積回路デバイスと、
前記集積回路デバイス上および前記基板上にあって、前記回路デバイスと前記基板が接続されるときに互いに接触するように適用される電気的接続パッドとを備え、
前記接続パッドは、少なくとも１つの第１の突起を前記デバイスおよび前記基板の一方の上に、また少なくとも２つの第２の突起を前記デバイスおよび前記基板の他方の上に有し、各突起はそれぞれの接続パッドの外面から延びたそれぞれの軸方向の長さを有し、
前記少なくとも１つの第１の突起と前記少なくとも２つの第２の突起は、互いに噛み合ったときに、それらの軸方向の長さに沿って緊密な摩擦嵌合をするためにサイズおよび形状が設定されたそれぞれの外面を有し、これによりそれぞれの突起の間に軸方向の接触面積を作って、前記デバイスと前記基板との間に電気的および機械的な接続を確立することを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第１の突起は、前記集積回路デバイス上にあり、また前記少なくとも２つの第２の突起は、前記基板上にある請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第１の突起は、頭部のない突起である請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第１の突起は、前記回路デバイスまたは基板と一体的に形成された固体の円筒形本体を備え、そして前記少なくとも２つの第２の突起と接触するための金属外面を備える請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記少なくとも２つの第２の突起は、固体の円筒形本体を備え、前記少なくとも１つの第１の突起を受けるオープンスペースを形成するために離れて配置されている請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第１の突起は、前記オープンスペースへ挿入するために適用され、このとき前記デバイスと基板は、前記少なくとも１つの第１の突起と前記少なくとも２つの第２の突起のそれぞれの軸方向の長さの間における摩擦嵌合によって、電気的および機械的に接続された状態に保持される請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第１の突起は、切頭体である請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１の突起と前記少なくとも２つの第２の突起は、楕円形断面を有する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの第１の突起と前記複数の第２の突起は、多角形断面を有する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
能動面を有し、その上に少なくとも１つの電気的接続パッドを有した集積回路デバイスと、
この集積回路デバイスを電子回路基板上に搭載するための相互接続基板とを備え、
前記相互接続基板は、囲まれた空間を形成するために前記集積回路デバイスの能動面と組み合わされるように適用される第１面と、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用される第２面とを有し、
前記相互接続基板は、少なくとも１組の電気的接続パッドを有し、各組は、前記集積回路デバイス上の少なくとも１つの電気的接続パッドとの電気的接続に適用される前記相互接続基板の第１面上の第１の電気的接続パッドと、この第１の接続パッドに電気的に接続される前記相互接続基板の第２面上の第２の電気的接続パッドと備え、前記相互接続基板の第２面上の前記第２の電気的接続パッドは、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用されることを特徴とする集積回路デバイスパッケージ。
【請求項１１】
前記第２の電気的接続パッドは、前記電子回路基板との電気的および機械的接続用の半田ボールである請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１２】
前記第２の電気的接続パッドは、前記第２の電気的接続パッドの外面から延びた実質的に堅い円筒形本体を有する突起である請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１３】
前記第２の電気的接続パッドは、少なくとも１つの導電性接続要素を前記相互接続基板上に備え、更に前記相互接続基板上の少なくとも１つの導電性接続要素と組み合わされることに適用される少なくとも２つの導電性接続要素を前記電子回路基板上に備え、前記電子回路基板上および前記相互接続基板上の導電性接続要素は、互いに緊密に噛み合った摩擦嵌合をするためにサイズおよび形状が設定され、これにより前記パッケージと前記電子回路基板との間に電気的および機械的な接続を確立する請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１４】
前記相互接続基板上の第１の導電性接続パッドは、前記集積回路デバイスの電気的接続パッドとの接触に適用される少なくとも１つの突起を備える請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１５】
前記相互接続基板上の第１の導電性接続パッドは、前記集積回路デバイスの電気的接続パッドとの接触に適用される少なくとも１つのスプリングを備える請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１６】
前記相互接続基板の第１面は、前記集積回路デバイスに封止接触するための外縁と、この外縁が前記集積回路デバイスと接触したときに前記囲まれた空間を形成する凹部とを備える請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１７】
前記相互接続基板の第１面は、前記凹部と前記外縁との間に、前記相互接続基板の第１の導電性接続パッドを配置するための肩部を更に備える請求項１６に記載のパッケージ。
【請求項１８】
集積回路デバイスパッケージを形成するためのプロセスであって、
能動面を有する集積回路デバイスウエハを作成する工程と、
相互接続基板ウエハを、このウエハがその対向する面上に電気的接続パッドを有し、また１つの凹んだ表面を有するように作成する工程と、
前記集積回路デバイスウエハと相互接続基板ウエハを電気的および機械的に接続して、前記２つのウエハが、前記集積回路デバイスウエハの能動面と前記相互接続基板ウエハの凹んだ表面との間に囲まれた空間を形成する工程と、
前記集積回路デバイスウエハと相互接続基板ウエハをダイシングして、１以上の個別集積回路デバイスパッケージを形成する工程とを備えることを特徴とするプロセス。
【請求項１９】
前記相互接続基板ウエハを作成する工程は、前記相互接続基板ウエハを、電子回路基板への電気的および機械的接続用の少なくとも１つの導電性接続要素を有するように構成する工程を含む請求項１８に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記ダイシング工程は、結合したウエハを前記１以上の個別集積回路デバイスパッケージへ切断する工程を含む請求項１９に記載のプロセス。
【請求項２１】
集積回路デバイスを電子回路基板上に搭載するための相互接続基板であって、
前記集積回路デバイスの能動面と組み合わされて囲まれた空間を形成することに適用される第１面と、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用される第２面と、
前記相互接続基板の第１面上にあって、前記集積回路デバイスとの電気的接続に適用される第１の電気的接続パッドと、
前記相互接続基板の第２面上にあって、前記第１の接続パッドに電気的に接続された第２の電気的接続パッドと備え、
前記相互接続基板の第２面上の前記第２の電気的接続パッドは、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用されるものであることを特徴とする相互接続基板。
【請求項２２】
前記相互接続基板の第１面は、前記集積回路デバイスに封止接触するための外縁を備える請求項２１に記載の相互接続基板。
【請求項２３】
前記相互接続基板の第１面は、前記外縁が前記集積回路デバイスと接触したときに前記囲まれた空間を形成する凹部を更に備える請求項２２に記載の相互接続基板。
【請求項２４】
前記相互接続基板の第１面は、前記凹部と前記外縁との間に、前記第１の導電性接続パッドを配置するための肩部を更に備える請求項２２に記載の相互接続基板。
【請求項２５】
前記第１の導電性接続パッドは、前記集積回路デバイス上の電気的接続パッドとの接触に適用される少なくとも１つの突起を備える請求項２２に記載の相互接続基板。
【請求項２６】
前記第１の導電性接続パッドは、前記集積回路デバイス上の電気的接続パッドとの接触に適用される少なくとも１つのスプリングを備える請求項２２に記載の相互接続基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に集積回路アセンブリに関し、特にマイクロチップと基板間の電気−機械的接続に関する。この発明はまた、集積回路デバイスを保護するための集積回路デバイスパッケージ、並びにそのようなパッケージを形成するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路デバイス（即ち、マイクロチップ、チップまたはダイ）は、典型的には基板（例えば、チップキャリア、パッケージまたは回路基板）に対し、周知の方法、例えばダイレクト・チップ・アタッチ（ＤＣＡ）やワイヤボンディングを使用して接続される。ＤＣＡは、チップの電気的接続パッド（即ち、ボンドパッド）に典型的に適用される接合材料、例えば冶金半田や高分子導電性接着剤を使用する。このチップは、それから熱を加えて半田を溶解またはリフローすることによって、基板上の対応するボンドパッドに電気機械的に接続される。アンダーフィルと呼ばれる保護性高分子が、チップと基板との間のギャップに塗布され、それから加熱によって硬化される。この結果、液体は重合して固体となり、チップと基板との間にさらなる結合を与える。ワイヤボンディングでは、チップを基板に取り付けることに接着剤や半田が使用される。チップ取り付け後に、細い金属ワイヤが、熱または超音波エネルギを使用して、各チップの電気的接続パッドに対し、並びに対応する基板の電気的接続パッドに対して溶接される。米国特許第５，４３９，１６２号および５，６６５，６５４号が参照される。これらの双方は、全ての目的について、ＤＣＡおよびワイヤボンディング取り付けのプロセスに関する追加的な背景情報について、参照によりここに組み入れられる。ＤＣＡおよびワイヤボンディングのプロセスは典型的に信頼性の高いチップ接続を生じさせるものではあるが、この接続は永久的なものと考えられ、チップの除去および再接続を可能とするものではない。また、半田や接着剤をリフローするに必要な熱は、頻繁にマイクロチップにダメージを与えて、製造効率を低下させる。
【０００３】
熱的ボンディングプロセスを排除する既存の電気−機械的チップ接続法は、従来のマイクロチップデバイスが回路の基板上に電気的および機械的に搭載され、チップや基板を加熱することなく、チップが除去および再接続され得るようにする。これら従来の電気−機械的接続法は、マイクロチップおよび基板の電気的接続パッド上に配置された金属化された連動構造（即ち、フックおよびループ構成、ロック用インサートおよびソケット、連動用微細構造バーブ）を典型的に含んでいる。米国特許第５，４１１，４００号、５，７７４，３４１号および５，９０３，０５９号が参照される。これらは、全ての目的について、電子デバイスと基板との間の既存の再接続可能な電気−機械的接続に関する追加的な背景情報について、参照によりここに組み入れられる。既存の再接続可能なチップインターフェース構造は、高い製造コストと低い動作の信頼性故に、産業界では広く受け入れられているように見えない。
【０００４】
ＭＥＭＳ、即ちマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システムは、しばしば移動部品を有する集積回路デバイスであるか、（サーマルインクジェットチップでのように）材料を移動させることができる微細構造である。ＭＥＭＳデバイスをパッケージングするための一般的な必要条件は、チップの能動表面または面に接触できるカプセル材料やエンクロージャがないということである。インダクタコイルを含む無線周波数部品のような移動部品のない集積回路デバイスに対してさえも、自由空間のあるパッケージは良好に役立つ。これは、カプセル材料が高周波デバイスを「離調」するからである。ＭＥＭＳデバイスを電子的基板に直接接続することに、ＤＣＡは使用できない。これは、チップと基板との間の領域に適用されるアンダーフィルが能動表面をカバーしてしまうからである。不幸なことに、従来の低コストのパッケージング法であるトランスファー成形は、プラスチックのカプセル材料をチップ全面に塗布するので、殆どのＭＥＭＳデバイスを役に立たないものにしてしまう。針分配により適用される液体カプセル材料についても同様である。現在、ＭＥＭＳデバイス用に効果的な低コストのパッケージング法は存在しない。
【０００５】
ＭＥＭＳデバイスや他の集積回路デバイス用に最も共通したパッケージは、金属またはセラミック製の密封エクロージャであり、これは概念的に、チップが挿入され接続された後に蓋があてがわれる小さな箱とみなされる。絶縁された電気リードは、この箱の外側へ通り抜けなければならないので、このことがコストを増加し、接続の数を制限する。これら既存の密封エクロージャは、金属またはセラミック製であって、トランスファー成形されたプラスチックパッケージの約１０から１００倍のコストを要する。密封蓋は、溶接、半田付けまたは鑞付けされなければならず、このことが通常は感熱性のデバイスをエンクロージャ内で加熱する。典型的な金属またはセラミック製の密封エクロージャは、一般的にチップのサイズより遙かに大きく、チップが基板上に直接搭載される場合よりも多くの回路基板搭載スペースを必要とする。
【０００６】
チップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）と呼ばれる代替のチップパッケージングデザインは、少ない回路基板スペースですむようにパッケージのサイズを減少させる。既存のＣＳＰデザインは、集積回路デバイスが搭載されるベース基板に取り付けられたキャップを有する。ベースウエハ上の電気的接続パッドの周辺回りにあるガスケットまたは接着剤層は、このキャップをウエハに結合して封止し、集積回路デバイスの能動面よりも有意に大きなエンクロージャを与える。米国特許第６，２２８，６７５号および６，４４１，４８１号が参照される。これらは、全ての目的について、既存のＣＳＰデザインに関する追加的な背景情報について、参照によりここに組み入れられる。既存のＣＳＰデザインは、回路基板への直接電気的接続用の相互接続を欠いている。この結果、キャップを被せたマイクロチップは、キャップとベース基板とが結合された後に、相互接続処理（例えば、ワイヤボンディング）を経る必要がある。一般に、チップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）は、総パッケージサイズがパッケージ内に封入される回路デバイスのサイズよりも約２０％を超えて大きくならないチップ・パッケージとして定義される。技術が高度な微細化に向けて推進されるにつれて、２０％ガイドライン付近のサイズのＣＳＰデザインは、電子産業の微細化要請に適合するには不十分になる。それ故、既存のセラミックパッケージよりも経済的で信頼性の高いシンプルなマイクロチップパッケージ、並びに既存のセラミックパッケージよりも製造が容易で小型なマイクロチップパッケージに対する必要性がある。
【０００７】
［発明の開示］
この発明のいくつかの目的の中で示されるものは、環境温度で集積回路デバイスを基板に対し電気機械的に接続することを可能にするアセンブリの提供であり、経済的な製造を可能にする同様のアセンブリの提供であり、シンプルなテストを可能とする同様のアセンブリの提供であり、簡単な作り直しを可能とする同様のアセンブリの提供であり、そして集積回路デバイスの簡単な除去および交換を可能とする同様のアセンブリの提供である。
【０００８】
更に、この発明のいくつかの目的の中で示されるものは、集積回路デバイスを保護するための製造が簡単なパッケージの提供であり、スケールの小さい同様のパッケージの提供であり、基板に対して信頼性のある電気的および機械的接続を可能とする同様のパッケージの提供であり、回路デバイス用に十分な保護スペースを与える同様のパッケージの提供であり、組立工程を減少させる同様のパッケージの提供であり、そして電子回路基板との再接続可能な電気的接続を可能とする同様のパッケージの提供である。
【０００９】
一般に、本発明のアセンブリは、基板と、この基板に対し電気的および機械的に接続されるように適用される集積回路デバイスとを有する。前記回路デバイス上および前記基板上の第１の組の電気的接続パッドは、前記回路デバイスと前記基板が接続されるときに互いに接触するように適用される。前記接続パッドの組は、少なくとも１つの第１の突起を前記デバイスおよび前記基板の一方の上に、また少なくとも２つの第２の突起を前記デバイスおよび前記基板の他方の上に有する。各突起はそれぞれの接続パッドの外面から延びたそれぞれの軸方向の長さを有する。前記第１の突起と前記第２の突起は、前記突起が互いに噛み合ったときに、それぞれの軸方向の長さに沿って緊密な摩擦嵌合をするようにサイズおよび形状が設定され、これにより前記デバイスと前記基板との間に電気的および機械的な接続を確立する。
【００１０】
この発明のもう１つの形態のアセンブリは、複数の接続パッドを有する基板を備える。各パッドは、複数の離れて配置された導電性突起を有する。これらの突起は、前記パッドの外面から延びて、それらの間にオープンスペースを形成する。集積回路デバイスは、前記基板に対して電気的および機械的に接続されるように適用される。前記デバイスは、複数の接続パッドを有する。各パッドは、このパッドの外面から延びた少なくとも１つの導電性突起を備える。前記デバイス上の導電性突起は、前記オープンスペースへの挿入に適用される。かくして前記デバイスと基板は、それぞれの突起間の摩擦嵌合による電気的および機械的な接続状態に保持される。
【００１１】
この発明のもう１つの形態のアセンブリは、基板と、この基板に対し電気的および機械的に接続されるように適用される集積回路デバイスとを有する。前記基板上の第１の接続パッドは、１つのパッドの外面から突出した２以上の導電性接続要素の第１の組を備える。第１の組の各接続要素は、前記基板に対して概ね直交する軸方向の長さを有する。前記基板上の第２の接続パッドは、このパッドの外面から突出した１以上の導電性接続要素の第２の組を備える。第２の組の各接続要素は、軸方向の長さを有して、接続要素の第１の組の接続要素との噛み合いに適用される。接続要素の第１および第２の組は、互いに噛み合ったときに、それぞれの軸方向の長さに沿って緊密な摩擦嵌合をするようにサイズおよび形状が設定され、これにより前記デバイスと前記基板との間に電気的および機械的な接続を確立する。
【００１２】
一般的に、本発明の集積回路デバイスパッケージは、能動面を有し、その上に少なくとも１つの電気的接続パッドを有した集積回路デバイスと、この集積回路デバイスを電子回路基板上に搭載するための相互接続基板とを備える。前記相互接続基板は、囲まれた空間を形成するために前記集積回路デバイスの能動面と組み合わされるように適用される第１面と、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用される第２面とを有する。前記相互接続基板は、少なくとも１組の電気的接続パッドを有し、各組は、前記集積回路デバイス上の少なくとも１つの電気的接続パッドとの電気的接続に適用される前記相互接続基板の第１面上の第１の電気的接続パッドと、この第１の接続パッドに電気的に接続される前記相互接続基板の第２面上の第２の電気的接続パッドと備える。前記相互接続基板の第２面上の前記第２の電気的接続パッドは、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用される。
【００１３】
この発明のもう１つの形態の集積回路デバイスパッケージは、能動面を有し、その上に少なくとも１つの電気的接続パッドを有した集積回路デバイスを備える。この集積回路デバイスを電子回路基板上に搭載するための相互接続基板は、囲まれた空間を形成するために前記集積回路デバイスの能動面と組み合わされるように適用される第１面と、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用される第２面とを有する。前記相互接続基板は、少なくとも１組の電気的接続パッドを有し、各組は、前記集積回路デバイス上の少なくとも１つの電気的接続パッドとの電気的接続に適用される前記相互接続基板の第１面上の第１の電気的接続パッドと、この第１の接続パッドに電気的に接続される前記相互接続基板の第２面上の第２の電気的接続パッドと備える。前記相互接続基板の第２面上の前記第２の電気的接続パッドは、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用される。
【００１４】
この発明のもう１つの形態は、集積回路デバイススケールパッケージを形成するためのプロセスに関する。このプロセスは、能動面を有する集積回路デバイスウエハを作成する工程と、相互接続基板ウエハを、このウエハがその対向する面上に電気的接続パッドを有し、また１つの凹んだ表面を有するように作成する工程とを備える。前記集積回路デバイスウエハと相互接続基板ウエハは電気的および機械的に接続され、前記２つのウエハが、前記集積回路デバイスウエハの能動面と前記相互接続基板ウエハの凹んだ表面との間に囲まれた空間を形成する。前記集積回路デバイスウエハと相互接続基板ウエハはダイシングされ、１以上の個別集積回路デバイスパッケージを形成する。
【００１５】
この発明の更に別の形態の相互接続基板は、集積回路デバイスを電子回路基板上に搭載するためのものであって、前記集積回路デバイスの能動面と組み合わされて囲まれた空間を形成することに適用される第１面と、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用される第２面とを備える。前記相互接続基板の第１面上の第１の電気的接続パッドは、前記集積回路デバイスとの電気的接続に適用される。前記相互接続基板の第２面上の第２の電気的接続パッドは、前記第１の接続パッドに電気的に接続される。前記相互接続基板の第２面上の前記第２の電気的接続パッドは、前記電子回路基板との電気的および機械的接続に適用される。
【００１６】
他の目的および特徴は、以下で部分的に明らかとなり、また部分的に指摘される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面、特に図１を参照すると、概略１で示されるチップモジュールは、概略３で示される本発明により組み立てられた集積回路デバイスを備える。図１の特別な実施形態では、モジュール１は、プリント回路基板（図示せず）への電気的接続用半田ボール９を有した通常のボールグリッドアレイ５に添付されている。ここで理解されるべき点は、回路基板に対しチップモジュール１を直接取り付けるか、あるいは他の通常の接続基板（例えば、ピン・グリッドアレイやランドグリッドアレイ）を介して取り付けることができるということである。また、モジュール１は、本発明により組み立てられた集積回路デバイス３を１より多く含むことができる。
【００１８】
図１及び２に示されるように、モジュール１の集積回路デバイス３は、概略１３で示されるチップキャリア基板に対して電気的および機械的に取り付けられる。図示の実施形態では、回路デバイス３は模式的に示されているが、ここで理解されるべき点は、各デバイスが典型的な如何なる集積回路デバイスでもあり得るということである。例えば、マイクロ・エレクトロニック・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）デバイスやオプトエレクトロニック（ＯＥ）デバイス、さらには電子回路で使用され得る他のマイクロチップである。図１に示されたモジュール１は、通常の材料（例えば、金属、セラミック、またはプラスチック）で形成された保護キャップ１５を含んでいる。このキャップは、集積回路デバイス３を囲んで保護するために、通常の手段（例えば、溶接、半田付け、鑞付け）によってチップキャリア基板１３に添付されている。この代わりに、モジュール１のキャップ１５は、キャップを通して光を通過させるために、アクセス窓（図示せず）を有することができる。あるいは、モジュールにキャップを設けないこともできる。
【００１９】
図１及び２に見られるように、集積回路デバイス３は、このデバイスと一体化された４つのストップ１９を有する。これらストップ１９は、デバイスの底面から突出して基板１３に接触する。一実施形態では、各ストップは、回路デバイス３と同じ半導体材料からチップ製造プロセスの一部として製造され、回路デバイスのそれぞれの隅近くに配設された固体の円筒形本体である。以下で更に詳細に論じられるように、ストップ１９は、基板１３に対するチップの３の間隔を制限し、またチップと基板が平行な平面に整列されることを確実にする。
【００２０】
図２の実施形態では、モジュール１は、集積回路デバイス３上に８組の電気的接続パッド（即ち、ボンドパッド）２３を有する。これは、基板１３上の対応する電気的接続パッド２７と噛み合わせるためである。回路デバイス３上の各接続パッド２３は、そのデバイスの表面上に形成された金属パッドであって、チップキャリア基板１３の対向する表面上の対応するパッド２７と接触するように配置されている。各電気的接続パッド２３，２７は、通常の手段を介して、マイクロチップ３の回路、または基板１３に対し電気的に接続される。この結果、電気信号がパッドを通して送受信される。図示の実施形態において、接続パッド２３は、デバイス３の底（受動）面３１の周辺近くに配置されているが、ここで理解されるべき点は、これらのパッドがチップの上（能動）面３３上に配置され得るということである。また、この発明の範囲を逸脱することなく、８個より多いか少ないパッド２３，２７を設けることもできる。ここで理解されるべき点は、チップ３及び基板１３上の接続パッド２３，２７の総数は、集積回路デバイスの特異な技術および応用に依存して変わること、並びに数１００または数１０００個の外部接続端子もまたマイクロチップおよび基板上に存在するということである。各接続パッド２３は、基板１３上の対応する（組み合わされる）接続パッド２７への取り付け用に配置されている。このため、集積回路デバイスと基板との間に導電性経路が設けられる。以下で更に詳細に論じられるように、チップ３及び基板１３上の組み合わされる接続パッド２３，２７の各対は、集積回路デバイスをチップキャリア基板へ電気的および機械的に接続することが可能な協同する接続要素３７，３９（図３）を含んでいる。
【００２１】
図３に示されるように、集積回路デバイス３上の各電気的接続パッド２３は、このデバイスに概ね平行な外面４３を有し、そして少なくとも１つの、おそらく１より多い導電性接続要素３７を備える。各導電性接続要素は、パッドの平坦な外面から突出する第１の突起を備える。図３及び４の実施形態では、各第１の突起３７は、固体の円筒形本体を備える。この本体は、平坦で円形の遊端５１と、接続パッド２３の平坦な外面４３にほぼ直交する軸方向の長さの外面５３とを有する。ここで理解されるべき点は、この発明の範囲を逸脱することなく、突起３７が他の形状及び構成を有してもよいということである。一実施形態では、各突起３７は接続パッド２３の一体的な部分として形成され、そして適切な金属または金属合金（例えば、銅または銅合金）からなる。各接続要素３７は、接続パッド２３を金属化する前に、通常の製造プロセス、例えばマイクロエレクトロニック・フォトリソグラフィ技術（即ち、ＬＩＧＡプロセスまたは表面微細加工およびエッチング）を使用して、マイクロチップデバイス３と同じ半導体材料（例えば、シリコン、セラミック、まは他の適切な半導体材料）で形成された突起を備えることが好ましい。マイクロチップデバイス３の製造後に、デバイスの底面３１上の突起３７および周辺領域は、通常のプロセス、例えば真空金属蒸着、無電解メッキ、または電解メッキによって金属化され、金属化された突起およびこの突起を囲む平坦な外面４３を備えた導電性接続パッド２３を形成する。この代わりに、各接続パッド２３は、集積回路デバイス側接続パッド２３の平坦な表面４３に結合された３次元金属突起を作ることに良く適している通常の微細加工プロセス、例えば電気メッキ、スパッタリング、またはＬＩＧＡにより加工された固形金属で作ることができる。この代替加工法は、通常のチップ加工ステップが完了した後に、金属突起３７を接続パッド２３に結合させることができる。
【００２２】
図３を再度参照すると、基板１３上の各電気的接続パッド２７は、複数の離れて配置された導電性接続要素３９を備える。各要素３９は、基板とほぼ平行であるパッドの平坦な外面６１から延びた第２の突起を備える。図３及び４に見られるように、各第２の突起３９は、固体の円筒形本体を備える。この本体は、平坦で円形の遊端６７と、接続パッド２７の平坦な外面６１にほぼ直交する軸方向の長さを持つ外面６９とを有する。各第２の突起３９は、回路デバイス３上の第１の突起３７と同様に構成され、そして通常の半導体材料で作られ、金属化されて、導電性外面６９を有することが好ましい。ここで理解されるべき点は、基板側接続パッド２７上の突起３９は、集積回路デバイス３上の第１の突起３７について上述したものと同じ製造プロセスを使用して同じ材料で作成されるということである。また、第２の突起３９は、この発明の範囲を逸脱することなく、他の形状および構成を有することもできる。
【００２３】
図３〜６に見られるように、集積回路デバイス３上の第１の突起３７と基板１３上の第２の突起３９は、デバイスと基板との間の電気的および機械的接続を形成するための噛み合わせに適用される。より具体的には、第１及び第２の突起３７，３９は、回路デバイス３が基板１３上に搭載されたときに、それらのそれぞれの軸方向の長さに沿って互いに緊密な摩擦嵌合をするために、サイズおよび形状が設定されている。一実施形態では、グループ分けされた４つの第２の突起３９が離れて配置されて、１つの第１の突起３７を受け入れるための１つのオープンスペースを形成する。この結果、第１の突起の軸方向外面５３が４つの第２の突起のそれぞれの軸方向外面６１と接触する。この代わりに、第２の突起３９が別の方法で配置される場合は、４個より多いか少ない突起が各第１の突起３７の外面５３に接触することができる。各第１の突起３７の軸方向外面５３と各周囲の第２の突起の軸方向外面６９との接触は、デバイス３と基板１３の分離に抵抗する機械的な接続力を与える摩擦嵌合を作り出す。ここで理解されるべき点は、デバイスおよび基板、それぞれ３および１３は、マイクロチップ接続に共通する表面吸引力（例えば、静止摩擦力）によって接触状態に保たれる。また、突起３７，３９が金属化された半導体材料で作られている場合、突起は噛み合ったときに弾性変形することが可能である。この場合、各突起はデバイス３または基板１３に直交した位置から数度の円弧だけ撓んで、突起の挿入を容易にする。第１及び第２の突起３７，３９の噛み合いにより生成される摩擦の表面吸引力および／または機械的力は、接着剤や半田を接続パッド２３，２７へ適用する必要性なしに、集積回路デバイス３を基板１３に対して固定的な位置に保持するに十分な接続力を与える。しかしながら、集積回路デバイス３と基板１３を電気機械的接続状態に保持する接続力は十分に小さいので、デバイスは、接続パッド２３，２７の広範囲な作り直しに対する必要性なしに、除去され、交換され、基板上に再配置され得る。デバイス３は、最終部品組立中または集積回路デバイスのテスト中に第１及び第２の突起３７，３９が噛み合うことによって基板１３上に搭載される。
【００２４】
図６に示されるように、集積回路デバイス３は、基板１３に取り付けられる。この場合、デバイス上の第１の突起３７と基板上の第２の突起３９は、完全に噛み合わされる（即ち、それぞれの突起の遊端５１，６７の少なくとも一方が、それぞれの接続パッド２３，２７の平坦な表面４３，６１に接触する）。各第１の突起３７をそれぞれの隣接する第２の突起３９間のオープンスペースへ完全に挿入すると、突起間の接触面積は増加し、またチップ３を基板１３上に保持する機械的接続力は最大になる。
【００２５】
代わりに、デバイス３は、隣接するデバイス間の光の転送用に垂直方向の整合を必要とするオプトエレクトリックまたはオプティカルＭＥＭＳデバイスでも良い。図２及び７に示されるように、ストップ１９は、回路デバイス３の四隅に配置されて、基板１３と接触している。このため、集積回路デバイスは、基板から所望の距離Ｄ離れて保持されている。デバイスのそれぞれの隅近くで回路デバイスから延びたストップ１９は、基板１３と接触している。このため、デバイスと基板は、突起３７，３９が噛み合ったときに互いに平行になる。隣接する回路デバイス（図示せず）は、回路デバイスを同じ高さに整列させるために、同じストップ１９を備えている。このため、光学的信号（即ち、光）は、デバイス間を転送される。また、ストップ１９は、突起間の重複の量を低減して、電気的および機械的な接触状態にある各突起のそれぞれの軸方向の長さの量を低減する。特別な集積回路用に必要とされるそれぞれの突起の重複する軸方向の長さの量は、集積回路デバイスのサイズと電気回路の必要条件に依存して変化する。典型的に、重複の量は、突起の軸方向の長さの２５％から１００％の範囲内にある。
【００２６】
１つの例示的実施形態では、デバイス３上の各ボンドパッド２３および基板１３上の各パッド２７は、約１００ミクロンの長さと約１００ミクロンの幅を有する。各第１の突起３７と第２の突起３９は、約１２ミクロンの最小長と約１ミクロンの最小径を有する。各ストップ１９は、約１６ミクロンの長さを有する。この場合、デバイス３および基板１３間の対応する距離Ｄ（図７）は約１６ミクロンであり、また噛み合った突起３７，３９の軸方向の長さの対応する重複は約８ミクロン（それぞれの突起の軸方向の全長の６６％）である。突起３７，３９間の最小間隔は約１ミクロンであって、突起が５０行５０列に配列された１つの実施形態では、突起の最大数を約２５０にする。より好ましくは、各突起がより大きな直径を有したより少ない数の突起３７，３９を使用できる。１つの実施形態では、約１００ミクロンの直径と約１２ミクロンの長さを有した単一の第１の突起３７がマイクロチップデバイス３上に設けられ、そしてそれぞれが約３０ミクロンの直径と約１２ミクロンの長さを有した３つの第２の突起３９が基板１３上に設けられる。
【００２７】
ここで理解されるべき点は、上述した第１及び第２の突起３７，３９は、この発明の範囲を離れることなく、他の寸法を有することができ、また別の方法で配置できるということである。第１及び第２の突起間の接触表面積の量は、突起間の電気伝導度に直接比例し、また集積回路デバイス３と基板１３を緊密に保持する機械的接続力に直接比例する。突起３７，３９の数と、突起の寸法構成と、突起の軸方向の長さの重複量は、特定の応用および必要とされる電気伝導度および機械的接続力の量に基づいて変化する。例えば、大電流応用は、多数の噛み合った突起３７，３９を必要とする。これは、大量の電流が回路デバイス３と基板１３との間を転送できるようにするためである。
【００２８】
操作時に、本発明の集積回路アセンブリ１は、集積回路デバイス３をチップキャリア基板１３に対し電気的および機械的に接続することによって作られる。デバイス３は、回路デバイス上の少なくとも１つの第１の突起３７と、対となる基板上の少なくとも２つの第２の突起３９との噛み合いによって、チップキャリア基板１３に対し電気的および機械的に接続されている。第１の突起３７と第２の突起３９との間の摩擦係合は、集積回路デバイス３と基板１３との間に確実な電気的および機械的接続を作る。チップキャリア基板１３は、プリント回路基板（図示せず）や他の電子回路の部品から電気信号を受信する。この電気信号は、導電性の第１の突起と導電性の第２の突起３９との接触を通して集積回路デバイス３に転送される。この代わりに、アセンブリ１は、基板１３上の第１の突起３７と集積回路デバイス３上の第２の突起３９とを伴って構成される。この場合、デバイスと基板との間の電気的および機械的接続は、突起の噛み合いを通して確立される。
【００２９】
図８は、集積回路デバイス側接続パッド２０３を備えた概略２０１で示される本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態の接続パッド２０３は、第１の実施形態の接続パッド２３と実質的に同じである。但し、この実施形態のパッドは、第１の突起２０７を含んでいる。集積回路デバイス側接続パッド２０３の各第１の突起２０７は、断面を円形とした固体の切頭形本体を有する。この本体は、丸み付けされた遊端即ち先端２１５と、突起の遊端から基端へ向けて直径が増えるようにテーパ付けされた外面２１７とを持つ。各第１の突起２０７は、第１の実施形態でのように、金属や他の導電性材料で作られ、そして基板１３上の円筒形の第２の突起３９（図５）と噛み合うように構成されている。この代わりに、第１の突起２０７は、第１の突起と構造が同じである基板上の第２の突起、あるいはこの発明の範囲を離れることのない他の形状および構成を有した第２の突起と噛み合うこともできる。ここで理解されるべき点は、各突起２０７の丸み付けされた先端２１５は、基板１３上のそれぞれの第２の突起（図８）間に、第１の突起を迅速且つ容易に配置（即ち、案内）することを可能にする。各第１の突起２０７のテーパ付けされた外面２１７は、第２の突起３９とのより緊密な摩擦嵌合を可能として、基板１３に向けたデバイス３のさらなる挿入時に増加する機械的保持力を生じる。この実施形態２０１は、集積回路デバイス３と基板１３との間に耐久性および耐衝撃性のある電気的接続を必要とする応用には特に有用である。
【００３０】
図９は、概略３０１で示される本発明の第３の実施形態の断面図を示す。この実施形態３０１は、第１の実施形態と実質的に同じであるが、回路デバイス上の第１の突起３０５と基板１３上の第２の突起３０７は、長円形または楕円形の断面を有する。一実施形態では、各長円形の第１の突起３０５は、この実施形態の長円形の第２の突起３０７よりも大きいが、第１及び第２の突起は、この発明の範囲から離れることなく、他のサイズを有することができるか、あるいは別の方法で配置することができる。ここで理解されるべき点は、この実施形態の第１及び第２の突起３０５，３０７は、第１の実施形態について上述したと同じプロセスを使用して金属または他の導電性材料で形成できるということである。
【００３１】
図１０および１１は、先の実施形態と同様に、集積回路デバイス３（図１）上の接続パッド４０３と基板３（図１）上の接続パッド４０５を備えた概略４０１で示される本発明の第４の実施形態を示している。回路デバイス３上の各接続パッド４０３は第１の突起４０９を有し、また基板３上の接続パッド４０５は第２の突起４１３を有する。各突起４０９，４１３は、概ね平坦な接触表面を持つ多角形の断面を有する。図１０および１１の特別な実施形態では、各第１及び第２の突起４０９，４１３は、それぞれの電気的接続パッド４０３，４０５から延びた固体の平行四辺形状本体を有する。この実施形態の第１及び第２の突起４０９，４１３の噛み合いは、より大きな接触面積を突起間に与えて、より大きな電流搬送能力をデバイス３と基板１３との間に許容する。ここで理解されるべき点は、第１及び第２の突起４０９，４１３が、この発明の範囲から離れることなく、他の多角形の断面（例えば、矩形、方形、三角形等）を有することができるということである。
【００３２】
図１２及び１３を参照すると、概略７０１で示される集積回路デバイスパッケージは、相互接続基板７０７上に搭載された集積回路デバイス７０３を備えている。図１２に示されるように、パッケージ７０１は、相互接続基板７０７上の導電性接続要素７１５によって、電気回路基板７１１（例えば、プリント回路基板、ボール・グリッドアレイ、またはランド・グリッドアレイ）に対し電気的および機械的に接続されている。一実施形態では、導電性接続要素７１５は、電子回路基板７１１上の導電性接続要素７１７と電気的接触状態に置かれ、電気信号を集積回路デバイスパッケージ７０１へ通過できるようにする。集積回路デバイス７０３は模式的に示されているが、ここで理解されるべき点は、回路デバイスは、能動面７１９を有して、保護された囲まれた空間を必要とする、如何なるタイプの回路デバイス（例えば、ＭＥＭＳデバイスやＯＥデバイス）でもよいということである。集積回路デバイス７０３は、電気的接続パッド７２３を有する。このパッドは、回路デバイスの周辺部から離れて配置され、且つ図１及び２に示された集積回路デバイス３について上述したパッド２３と同様に構成されている。図１２に示された回路デバイス７０３上の接続パッド７２３は、チップの能動面７１９上に配置されている。このチップは、典型的には電子回路基板７１１から受信される電気信号によって作動される移動部品（図示せず）を有する。
【００３３】
典型的に、相互接続基板７０７は、回路デバイス７０３と同じチップ組立プロセスおよび同じ半導体材料（例えば、シリコン）を使用して作られている。この代わりに、相互接続基板は、窓（図示せず）を有するか、あるいは光が相互接続基板を通過して光学ＭＥＭＳデバイス７０３に到達することを可能にする半透明材料からなることができる。相互接続基板７０７は、集積回路デバイス７０３の能動面７１９との接触に適用される第１面７４１と、電子回路基板７１１との電気的接続に適用される第２面７４５とを有する。図１４及び１５に最も良く見られるように、相互接続基板７０７は、複数の組の電気的接続パッドを有している。各組は、基板の第１面上の第１のパッド７４９と、基板の第２面上の第２のパッド７５３とを備える。各電気的接続パッド７４９，７５３は、相互接続基板７０７の周辺近くに配置されることが好ましい。図１３に最も良く見られるように、相互接続基板７０７の接続パッド７４９，７５３は、相互接続基板を貫通する金属化されたビア７５９によって電気的に接続されている。相互接続基板７０７上の接続パッド７４９は、集積回路デバイス７０３の能動面７１９上の対応するパッド７２３と接触するように配列されている。また、相互接続基板の第２面７４５上のパッド７５３は、電子回路基板７１１の電気的接続パッド７１７との接続に適用される。
【００３４】
一実施形態では、相互接続基板７０７上の導電性接続要素７１５は、図１の集積回路デバイス３について上述した接続要素３７と同様の導電性接続突起を備える。各突起７１５は、電気的接続パッド７５３と一体的に形成された金属化された突起でもよいし、通常の製造プロセスによって接続パッドに結合された金属突起でもよい。図１２および１４に見られるように、離れて配置された導電性接続要素７１７は、先の実施形態について上述された接続要素３９と同様の突起を備える。相互接続基板７０７上の突起７１５と電子回路基板７１１上の突起７１７は、チップ・スケールパッケージ７０１と電子回路基板との間に電気的および機械的接続を形成するための噛み合わせに適用される。ここで理解されるべき点は、相互接続基板７０７上の突起７１５と電子回路基板７１１上の突起７１７は、先に論じられた導電性接続要素の実施形態のいずれか、あるいは集積回路デバイスを電子回路基板に接続することに一般的に使用される他の接続要素のいずれかを備えることができる。
【００３５】
図１４および１５に最もよく見られるように、相互接続基板７０７の第１面７４１は、相互接続基板の周辺エッジに沿って、回路デバイス７０３の能動面７１９に封止接触するための外縁７７３を有する。ここで理解されるべき点は、相互接続基板７０７と集積回路デバイス７０３は、半導体産業で一般的に使用される通常のウエハボンディング法（例えば、接着ボンディング、融合ボンディング、またはアノードボンディング）によって結合され得るということである。相互接続基板７０７の第１面７４１は、外縁７７３に隣接した肩部７７７を有する。この肩部は、集積回路デバイス７０３の対応する電気的接続パッド７２３と組み合う各電気的接続パッド７４９を支持する。図１５の実施形態では、相互接続基板７０７の第１面７４１上の各電気的接続パッド７４９は、平坦な接触平面を有する。この接触平面は、集積回路デバイス７０３上のそれぞれの電気的接続パッド７２３の平坦な接触平面と組み合わされる。相互接続基板７０７は、肩部７７７に隣接した凹部７８１を有する。この凹部は、外縁７７３が集積回路デバイス７０３の能動面７１９と接触したときにパッケージの囲まれた空間を形成する。図示の実施形態では、凹部７８１は相互接続基板７０７上に配置され、そして相互接続基板の表面積の約６０％から７５％を備える。ここで理解されるべき点は、変化するサイズの１より多い凹部７８１が相互接続基板７０７上に存在できるということである。また、集積回路デバイス７０３は、凹部７８１と同様の凹部を備える能動面７１９を有するように構成できる。この場合、相互接続基板７０７の第１面７９１は、実質的に平坦となる。
【００３６】
図１６は、概略８０１で示される集積回路デバイスパッケージの第２の実施形態を示している。この実施形態８０１はパッケージ７０１の第１の実施形態と実質的に同じである。但し、相互接続基板７０７の第１面７４１上の電気的接続パッド８０５は尖った突起即ち歯８０９を備え、これらは集積回路デバイス７０３上の電気的接続パッド７２３と接触する。回路デバイス７０３が相互接続基板７０７に結合されるときに、尖った突起８０９は集積回路デバイス上の電気的接続パッド７２３に埋まって、集積回路デバイスを相互接続基板７０７との電気的接続状態に保持する付加的な機械力を与える。ここで理解されるべき点は、この発明の範囲を離れること無しに、突起８０９は異なるサイズ及び形状（例えば、鈍い端部を持つ円筒形の突起）を有してもよいということである。
【００３７】
図１７は、概略８３１で示される集積回路デバイスパッケージの第３の実施形態を示している。この実施形態８３１はパッケージ７０１の第１の実施形態と実質的に同じである。但し、相互接続基板７０７の第１面７４１上の電気的接続パッド８３５は、この接続パッドから延びた１以上の導電性スプリング８３９を備える。スプリング８３９は、回路デバイスが僅かではあるが不整合であるときに、集積回路デバイス７０３と相互接続基板７０７との間の電気的接続を可能にする。このため、相互接続基板７０７上の電気的接続パッド８３５の平坦な表面は、回路デバイス上の電気的接続パッド７２３の平坦な表面に対して僅かに平行とはなっていない。スプリング８３９は、通常の組立技術を使用して通常のスプリング金属材料（例えば、モリブデンおよびクロム）によって、接続パッド８３５と一体的に形成されることが好ましい。米国特許第６，５６０，８５１号および５，６１３，８６１号が参照される。これらは、全ての目的について、通常のマイクロスプリング材料および組立プロセスについて、参照によりここに組み入れられる。
【００３８】
図１８は、概略８５１で示される集積回路デバイスパッケージの第４の実施形態を示している。この実施形態８５１はパッケージ７０１の第１の実施形態と実質的に同じであるが、相互接続基板８５５を含んでいる。この基板は、導電性突起７１５（図１２）の代わりに半田ボール８５９を備えた導電性要素を有する。パッケージ８５１を基板上に配置し、そしてパッケージを加熱して半田ボール８５９をリフローすることによって、パッケージ８５１は、電子回路基板７１１の導電性接続パッド（図示せず）上に通常の手段によって直接搭載される。この代わりに、この実施形態の導電性接続要素８５９は、他の材料からなることもできる。例えば、集積回路デバイスパッケージ８５１を電子回路基板７１１に対して電気的および機械的に接続することに使用され得る導電性接着剤である。
【００３９】
図１９〜２１を参照すると、図１２〜１８に示された集積回路デバイスパッケージ７０１は、複数の個別集積回路デバイスパッケージを生じるウエハレベル組立プロセスによって形成され得る。このプロセスでは、複数の集積回路デバイス７０３を有する集積回路デバイスウエハ８７１を製造する。各デバイスは、能動面７１９と、この能動面上の複数の電気的接続パッド７２３とを有する。図１９Ｂに示されているように、相互接続基板ウエハ８７５は、個別集積回路デバイスパッケージ７０１について上述された外縁７７３、肩部７７７および凹部７８１に対応する複数の表面を有するように製造される。相互接続基板ウエハ８７５は、基板の第１面７４１の肩部７７７上に作られた複数の電気的接続パッド７４９と、ウエハの第２面７４５上に作られた複数の導電性接続要素７１５とを有する。ここで理解されるべき点は、導電性接続要素７１５は、集積回路デバイス３上の導電性接続要素３７について上述された方法のいずれかによって形成されるということである。またウエハ８７１，８７５は、通常のウエハ製造法によって製造される。米国特許第６，４７５，８８１号、６，１５９，８２６号、５，９８１，３６１号および５，６８５，８８５号が参照される。これらは、全ての目的について、通常のウエハ組立プロセスについて、参照によりここに組み入れられる。図２０に示されるように、回路デバイスウエハ８７１および相互接続基板ウエハ８７５は、通常のボンディング法によって一緒に結合される。この場合、相互接続基板ウエハ８７５の第１面７４１から突出している外縁７７３は、集積回路デバイスウエハ８７１の能動面７１９に封止接触した状態に配置される。またウエハ８７１，８７５は、結合前に整合される。この場合、それらの電気的接続パッド７２３，７４９は互いに押し付けられて、集積回路デバイスウエハと相互接続基板ウエハとの間に電気的接続を作る。結合後に、連結されたウエハ８７１，８７５は、通常のダイシング法（例えば、レーザダイシングまたはソーイング）によって切断される。一実施形態では、ウエハ８７１，８７５は、カットライン８７９に沿って切断される。このカットラインは、集積回路デバイスウエハ８７１と接触しているウエハ８７５の外縁７７３に対応する相互接続基板ウエハ上の縁構造を通過している。カットライン８７９は、これら縁構造の中心を通ることが好ましい。切断されたウエハは、個別集積回路デバイスパッケージ７０１（図２１）を生じる。このパッケージは、追加処理を必要とすることなしに、電子回路基板７１１に対して直接電気的及び機械的に接続する準備のできた導電性接続要素７１５を有している。
【００４０】
本発明のパッケージ７０１は、集積回路デバイス７０３のサイズに近いチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）であって、直接チップ取り付けによって基板に搭載されるベアチップと比較したときに、必要とされる追加的な回路基板搭載面積は非常に小量である。ここで理解されるべき点は、パッケージ７０１が、ベア集積回路デバイス７０３と比較して、相互接続基板７０７の外縁７７３の幅とほぼ等しい量だけ大きな基板搭載面積を占有するということである。パッケージ７０１は、ベア集積回路デバイスの搭載面積よりも約１〜２０％大きな基板搭載面積を有することが好ましい。このパッケージの基板搭載面積は、ベア集積回路デバイスの基板搭載面積よりも約１〜１０％大きいことが更に好ましい。このパッケージの基板搭載面積は、ベア集積回路デバイスの基板搭載面積よりも約１％大きいことが最も好ましい。
【００４１】
上記の点を考慮すると、この発明のいくつかの目的が達成され、そして他の有利な結果が得られることが判明する。チップモジュール１の第１の突起３７と第２の突起３９との間の摩擦係合は、熱の適用およびその結果の熱的ストレスなしに、基板１３に対する集積回路デバイス３の組立および取り付けを可能とする。回路デバイス３及び基板１３上の第１の突起３７及び第２の突起３９は、テスト後にデバイスが容易に基板から除去され、また広範囲な作り直しなしに基板に再接続されることを可能にする。また、第１及び第２の突起３７，３９間の摩擦係合は、最終アセンブリ内の集積回路デバイス３の容易な修理と交換を可能とする。第１及び第２突起の３７，３９は、チップまたは基板の製造プロセス中に容易に製造できる。あるいは、これらの突起は、チップまたは基板の組立プロセス完了後の追加工程として組立できる。集積回路デバイスパッケージ７０１は、パッケージから回路基板７１１への電気的接続用に追加の処理を必要としない単純なウエハレベルのプロセスで製造できる。集積回路デバイスパッケージ７０１は、集積回路デバイス７０３を保護するための囲まれた空間を与え、しかも回路基板搭載面積を最小化する。集積回路デバイスパッケージ７０１，８５１上の導電性接続要素７１５，８５９は、パッケージが容易に電子基板７１１に搭載され、またそこから除去されることを可能にする。
【００４２】
この発明の範囲から離れることなしに種々の変形が上記の構成に対してなされ得るので、上記説明に含まれたり、添付の図面に示された全ての事項は、説明用として解釈されるべきものであって、限定するためのものではない。例えば、第１及び第２突起の３７，３９は、集積回路デバイス３と基板３を電気的および機械的接触状態に保持する摩擦係合を可能とする代替の形状およびサイズを持つことができる。また第１及び／又は第２突起の３７，３９は、それぞれの電気的接続パッド２３，２７と一体的に形成されたり、あるいは集積回路デバイス３または基板１３の一体的な部分として構成することができる。更には、第１及び／又は第２突起の３７，３９は、それぞれの電気的接続パッド２３，２７に取り付けられたか一体的に形成された共通の基部を有する指状の突起でもよい。
【００４３】
本発明またはその好ましい実施形態の要素を紹介するときに、冠詞“ａ”、“ａｎ”、“ｔｈｅ”および“ｓａｉｄ”は、これら要素の１以上があることを意味することを意図されている。用語“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”、“ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ”および“ｈａｖｉｎｇ”は、包含的であって、掲載された要素以外に追加の要素もあり得ることを意味することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のアセンブリを示すチップモジュールの一部断面とした立面図である。
【図２】前記モジュールの集積回路デバイスおよび基板の分解斜視図である。
【図３】前記アセンブリの第１実施形態における集積回路デバイス側電気的接続パッドおよび基板側電気的接続パッドの拡大斜視図である。
【図４】図３の線４−４を含んだ面における断面図である。
【図５】図４の線５−５を含んだ面における断面図である。
【図６】図５と同様の断面図であるが、集積回路デバイス側電気的接続パッドおよび基板側電気的接続パッドが完全に噛み合った状態を示す。
【図７】第１実施形態の集積回路デバイスおよび基板の拡大立側面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の集積回路デバイス側電気的接続パッドの拡大斜視図である。
【図９】図４と同様の断面図であるが、本発明の第３実施形態を示す。
【図１０】本発明の第４実施形態における集積回路デバイス側電気的接続パッドおよび基板側電気的接続パッドの拡大斜視図である。
【図１１】図７の線１１−１１を含んだ面における断面図である。
【図１２】電子回路基板に取り付けられた本発明の集積回路デバイスパッケージの立面図である。
【図１３】電子回路基板から取り外された図１２のパッケージの断面図である。
【図１４】電子回路基板から取り外されたパッケージの分解立面図である。
【図１５】前記パッケージの第１実施形態の一部断面とした集積回路デバイスおよび相互接続基板の断片的拡大図である。
【図１６】前記パッケージの第２実施形態の一部断面とした集積回路デバイスおよび相互接続基板の断片的拡大図である。
【図１７】前記パッケージの第３実施形態の一部断面とした集積回路デバイスおよび相互接続基板の断片的拡大図である。
【図１８】図１３と同様の断面図であるが、本発明の第４実施形態を示す。
【図１９】本発明の集積回路デバイスパッケージを形成するためのプロセスで使用される集積回路デバイスウエハおよび相互接続基板ウエハの斜視図である。
【図１９Ａ】集積回路デバイスウエハの拡大立側面図である。
【図１９Ｂ】相互接続基板ウエハの拡大立側面図である。
【図２０】この発明のプロセスにより接続された集積回路デバイスウエハおよび相互接続基板ウエハの斜視図である。
【図２１】このプロセスにより作成された集積回路デバイスパッケージの斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
全図面を通して、対応する部分は、対応する参照符号によって示される。
３  集積回路デバイス
１３  チップキャリア基板
２３，２７  電気的接続パッド
３７  第１の突起
３９  第２の突起
７０１  パッケージ
７０７  相互接続基板
７１１  電子回路基板
【図１】
2005051239.tif 000003
【図２】
2005051239.tif 000004
【図３】
2005051239.tif 000005
【図４】
2005051239.tif 000006
【図５】
2005051239.tif 000007
【図６】
2005051239.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【外国語明細書】
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