(57)【要約】      （修正有）【課題】  微小バンプによって物理的な接触表面領域を向上させ、電気的相互接続を改善したランド・グリッド・アレイ相互接続を提供する。【解決手段】  基板の電気的コンタクト・パッド２０上に小型金属バンプ２１を用いる、改良したランド・グリッド・アレイ相互接続構造を提供する。バンプ２１は、ファズ・ボタン接続の部分と連動し、コンタクト・パッド２０とファズ・ボタンとの間の物理的接触表面領域を増大させる。接触の改善により、熱機械的応力による電気的接触点の変位が軽減され、アセンブリの間に必要な作動力が低減する。【選択図】  図３
2005286331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造であって、
チップ・キャリアと、
前記チップ・キャリアの底面上の少なくとも１つの底面コンタクト・パッドと、
前記少なくとも１つの底面コンタクト・パッド上の少なくとも１つの微小バンプと、
を備えることを特徴とする、ランド・グリッド・アレイ構造。
【請求項２】
少なくとも１つの回路基板コンタクト・パッドを有する回路基板と、
前記少なくとも１つの底面コンタクト・パッドと前記少なくとも１つの回路基板コンタクト・パッドとの間に接触して配置された少なくとも１つのファズ・ボタンと、
を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載のランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造。
【請求項３】
前記少なくとも１つの底面コンタクト・パッドおよび微小バンプが、銅、ニッケル、および金から成ることを特徴とする、請求項２に記載のランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造。
【請求項４】
前記少なくとも１つの底面コンタクト・パッドおよび微小バンプが、モリブデン、ニッケル、および金から成ることを特徴とする、請求項２に記載のランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造。
【請求項５】
前記少なくとも１つの微小バンプが円形であり、ベース直径は１００μｍから２５０μｍの範囲であり、高さは３０μｍから５０μｍの範囲であることを特徴とする、請求項２に記載のランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造。
【請求項６】
前記少なくとも１つの底面コンタクト・パッドが、均一かつ対称に分散した複数の前記微小バンプを有することを特徴とする、請求項２に記載のランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造。
【請求項７】
前記複数の微小バンプの直径および高さが、１０μｍ未満のばらつきを有することを特徴とする、請求項６に記載のランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造。
【請求項８】
前記少なくとも１つのファズ・ボタンを保持し、前記少なくとも１つの底面コンタクト・パッドおよび前記少なくとも１つの回路基板コンタクト・パッドの幾何学的形状およびピッチに合わせて構成されたインターポーザを更に備えることを特徴とする、請求項２に記載のランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造。
【請求項９】
電気コンタクト・パッドであって、
導電性コンタクト・パッドと、
前記少なくとも１つのコンタクト・パッド上の少なくとも１つの微小バンプと、
を備えることを特徴とする、電気コンタクト・パッド。
【請求項１０】
前記導電性コンタクト・パッドおよび少なくとも１つの微小バンプが、銅、ニッケル、および金から成ることを特徴とする、請求項９に記載の電気コンタクト・パッド。
【請求項１１】
前記前記導電性コンタクト・パッドおよび少なくとも１つの微小バンプが、モリブデン、ニッケル、および金から成ることを特徴とする、請求項９に記載の電気コンタクト・パッド。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの微小バンプが円形であり、ベース直径は１００μｍから２５０μｍの範囲であり、高さは３０μｍから５０μｍの範囲であることを特徴とする、請求項９に記載の電気コンタクト・パッド。
【請求項１３】
前記導電性コンタクト・パッドが、均一かつ対称に分散した複数の前記微小バンプを有することを特徴とする、請求項９に記載の電気コンタクト・パッド。
【請求項１４】
前記複数の微小バンプの直径および高さが、１０μｍ未満のばらつきを有することを特徴とする、請求項１３に記載の電気コンタクト・パッド。
【請求項１５】
金属コンタクト・パッド上に微小バンプを作成する方法であって、
複数のガラス・セラミック未加工シートを設けるステップと、
前記複数のガラス・セラミック未加工シートを積み重ねるステップであって、前記ガラス・セラミック未加工シートの積み重ねたものが、底面金属コンタクト・パッドを含む底面ガラス・セラミック未加工シート層を有する、ステップと、
スルーホールを有するアルミナ・コンタクト・シートを設けるステップであって、前記スルーホールが所望の微小バンプの位置およびピッチに合わせて構成されている、ステップと、
前記スルーホールが前記底面金属コンタクト・パッドに一致するように、前記アルミナ・コンタクト・シートを前記底面ガラス・セラミック未加工シート層に接触させて配置するステップと、
前記ガラス・セラミック未加工シートの積み重ねたものおよびコンタクト・シートを積層して積層物を作成し、前記底面金属コンタクト・パッド上の金属を前記スルーホールに押し出しすることによって前記底面金属コンタクト・パッド上に微小バンプを形成するステップと、
を備えることを特徴とする、方法。
【請求項１６】
前記積層物をシンタリングしてガラス・セラミック・チップ・キャリアを形成するステップと、
前記ガラス・セラミック・チップ・キャリアから前記コンタクト・シートを除去し、これによって前記底面金属コンタクト・パッド上の前記微小バンプを露呈させるステップと、
を更に備えることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記アルミナ・コンタクト・シートが予めパンチングされており、円形のスルーホールが５０μｍから３００μｍの直径を有することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記円形のスルーホールが対称なパターンにパンチングされていることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記アルミナ・コンタクト・シートが１５０μｍから２５０μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
金属コンタクト・パッド上に微小バンプを作成する方法であって、
複数のアルミナ・セラミック未加工シートを設けるステップと、
前記複数のアルミナ・セラミック未加工シートを積み重ねるステップであって、前記アルミナ・セラミック未加工シートの積み重ねたものが、底面金属コンタクト・パッドを含む底面アルミナ・セラミック未加工シート層を有する、ステップと、
スルーホールを有する金属板を設けるステップであって、前記スルーホールが所望の微小バンプの位置およびピッチに合わせて構成されている、ステップと、
前記スルーホールが前記底面金属コンタクト・パッドに一致するように、前記金属板を前記底面アルミナ・セラミック未加工シート層に接触させて配置するステップと、
前記アルミナ・セラミック未加工シートの積み重ねたものおよび金属板を積層して積層物を作成し、前記底面金属コンタクト・パッド上の金属を前記スルーホールに押し出しすることによって前記底面金属コンタクト・パッド上に微小バンプを形成するステップと、
を備えることを特徴とする、方法。
【請求項２１】
前記アルミナ・セラミック・チップ・キャリアから前記金属板を除去し、これによって前記底面金属コンタクト・パッド上の前記微小バンプを露呈させるステップと、
前記積層物をシンタリングしてアルミナ・セラミック・チップ・キャリアを形成するステップと、
を更に備えることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記金属板が予めドリルで穴あけされており、円形のスルーホールが５０μｍから３００μｍの直径を有することを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記円形のスルーホールが対称なパターンにパンチングされていることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記金属板が１５０μｍから２５０μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器パッケージングに関し、更に具体的には、ランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ：Land Grid Array）相互接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）という言葉は、デバイス製造業者らが、チップ・キャリア基板の底部にはんだボール等の端子を用いずにデバイスをパッケージ化するために用いる設計オプションを指す。ＬＧＡデバイスが回路基板に電気的に接続するために、「ファズ・ボタン（fuzz buttons）」として知られるコンタクトを有する中間デバイスがある。ファズ・ボタンは、一般に、１本のより線から作製され、円筒形の束に圧縮される。ファズ・ボタンは、チップ・キャリア基板の底部のコンタクト・パッドと、それらに対応する回路基板上のコンタクト・パッドとの間に挿入される。チップ・キャリアが回路基板に対して押し付けられると、ファズ・ボタンは、各コンタクト・パッド間で圧縮して、電気的接続を形成する。
【０００３】
ランド・グリッド・アレイ接続は、通常、入力／出力（Ｉ／Ｏ）数の多いパッケージの基板−回路基板の取り付け等、ハイエンドの用途において用いられる。Ｉ／Ｏ数の多いパッケージは、多くのコンタクト・パッドを有するチップ・キャリアを含むものである。ＲＦ周波数、電流密度、およびＩ／Ｏ数が増大するにつれて、チップ・キャリア基板のサイズおよびピッチは縮小し続けるが、ＬＧＡ接続は、広範囲の用途において、より一般的に用いられるようになっている。
【０００４】
ファズ・ボタン・コンタクトは、典型的に金めっきしたモリブデンまたはタングステンであるワイヤをランダムに巻き、円柱形の束すなわち「ボタン」にすることによって作製される。ファズ・ボタンは、通常、所望の用途の幾何学的形状およびピッチに合わせて構成された特別注文の成形された絶縁体すなわちインターポーザ（interposer）に装填される。換言すると、ファズ・ボタンは、チップ・キャリアおよび回路基板のコンタクト・パッドと一致する。このようにして、ファズ・ボタンは、チップ・キャリアと回路基板との間の電気的接触を提供する。この構成は、一般に、「ＬＧＡソケット」と呼ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在のＬＧＡモジュールの製造における２つの大きな困難は、適正なチップ・キャリア基板コンタクト・パッドの共平面性（平坦さ）を達成すること、および、ワイヤ網の高さおよび織り方等のファズ・ボタン・コンタクトの特徴による変動を制御することである。これらの特徴は、適切な電気的接触が形成され信頼性高く維持されることを保証するために不可欠である。現在のＬＧＡコンタクト・パッドは、基本的に平坦であり、トポグラフィが無い。平坦なコンタクト・パッドの欠点は、優れたチップ・キャリア基板の共平面性または平坦さが必要であり、この結果、製造歩留まりが損なわれることである。
【０００６】
ＬＧＡモジュールに伴う別の問題は、第２レベルのパッケージングの際に、チップ・キャリア基板コンタクト・パッド、ファズ・ボタン、および回路基板コンタクト・パッド間の良好な電気的接触を達成するために著しい外部作動力を必要とすることである。この大きい外部作動力は、チップ・キャリア基板の割れ、および応力により生じる腐食割れを引き起こす恐れがある。ＬＧＡモジュールに伴う別の問題は、電気的接触を向上させるため、および、コンタクト・パッドおよびファズ・ボタン間の機械的連動が無いことによるファズ・ボタンおよびインターポーザのアラインメントの失敗すなわち「ウォーキング（walking）」を防ぐために、追加の取り付け具が必要であることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、コンタクト・パッド上で、幾何学的形状、トポグラフィ、および分布を制御した微小バンプを用いて、上述の問題を解決するものである。また、開示するコンタクト・パッド上の微小バンプを作製する製造プロセスも開示する。更に具体的には、本発明は、超小型電子パッケージのランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）上の入力−出力（Ｉ／Ｏ）金属パッド上に制御された表面トポグラフィを提供する。この結果、ＬＧＡ基板におけるＩ／Ｏパッドとインターポーザにおけるファズ・ボタンとの間の接触表面領域が増大する。
【０００８】
このため、本発明の目的は、基板のＩ／Ｏコンタクト・パッド上に微小バンプを作製して物理的なＬＧＡコンタクト領域を改善することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、ファズ・ボタンとコンタクト・パッドとの間の機械的連動を提供し、これによって、熱押し出しの間の電気的接触点の変位を軽減することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、必要な作動力を小さくすることである。
【００１１】
本発明のこれらおよび他の目的は、添付図面と関連付けて考慮される以下の説明を参照した後に、いっそう明らかとなろう。
【００１２】
本発明は、導電性コンタクト・パッドから成る電気コンタクト・パッド、およびコンタクト・パッド上の少なくとも１つの微小バンプを提供する。
【００１３】
また、本発明は、チップ・キャリアと、チップ・キャリアの底面上の底面コンタクト・パッドと、底面コンタクト・パッド上の少なくとも１つの微小バンプと、を備えたランド・グリッド・アレイ（ＬＧＡ）構造を提供する。ＬＧＡ構造は、更に、回路基板コンタクト・パッドを有する回路基板と、チップ・キャリア底面コンタクト・パッドと回路基板コンタクト・パッドとの間に接触して配置されたファズ・ボタンと、を備える場合がある。ＬＧＡは、更に、ファズ・ボタンを保持し、チップ・キャリア底面コンタクト・パッドおよび回路基板コンタクト・パッドの幾何学的形状およびピッチに合うように構成されたインターポーザを備える場合がある。
【００１４】
また、本発明は、金属コンタクト・パッド上に微小バンプを作成する方法を提供する。この方法は、複数のガラス・セラミック未加工シートを設けるステップと、複数のガラス・セラミック未加工シートを積み重ねるステップであって、ガラス・セラミック未加工シートの積み重ねたものが、底面金属コンタクト・パッドを含む底面ガラス・セラミック未加工シート層を有する、ステップと、スルーホールを有するアルミナ・コンタクト・シートを設けるステップであって、スルーホールが所望の微小バンプの位置およびピッチに合わせて構成されている、ステップと、スルーホールが底面金属コンタクト・パッドに一致するように、アルミナ・コンタクト・シートを底面ガラス・セラミック未加工シート層に接触させて配置するステップと、ガラス・セラミック未加工シートの積み重ねたものおよびコンタクト・シートを積層して積層物を作成し、底面金属コンタクト・パッド上の金属をスルーホールに押し出しすることによって底面金属コンタクト・パッド上に微小バンプを形成するステップと、を備える。
【００１５】
この方法は、更に、積層物をシンタリングしてガラス・セラミック・チップ・キャリアを形成するステップと、セラミック・チップ・キャリアからコンタクト・シートを除去し、これによって底面金属コンタクト・パッド上の微小バンプを露呈させるステップと、を備える場合がある。
【００１６】
また、本発明は、金属コンタクト・パッド上に微小バンプを作成する方法を提供する。この方法は、複数のアルミナ・セラミック未加工シートを設けるステップと、複数のアルミナ・セラミック未加工シートを積み重ねるステップであって、アルミナ・セラミック未加工シートの積み重ねたものが、底面金属コンタクト・パッドを含む底面アルミナ・セラミック未加工シート層を有する、ステップと、スルーホールを有する金属板を設けるステップであって、スルーホールが所望の微小バンプの位置およびピッチに合わせて構成されている、ステップと、スルーホールが底面金属コンタクト・パッドに一致するように、金属板を前記底面アルミナ・セラミック未加工シート層に接触させて配置するステップと、アルミナ・セラミック未加工シートの積み重ねたものおよび金属板を積層して積層物を作成し、底面金属コンタクト・パッド上の金属をスルーホールに押し出しすることによって底面金属コンタクト・パッド上に微小バンプを形成するステップと、を備える。
【００１７】
この方法は、更に、アルミナ・セラミック・チップ・キャリアから金属板を除去し、これによって底面金属コンタクト・パッド上の微小バンプを露呈させ、次いで、積層物をシンタリングしてアルミナ・セラミック・チップ・キャリアを形成するステップと、を更に備える場合がある。
【００１８】
新規であると考えられる本発明の特徴および本発明に特徴的な要素は、特許請求の範囲に詳細に述べる。図面は例示の目的のみで与え、縮尺通りに描かれていない。しかしながら、本発明自体は、動作の構成および方法の双方に関して、添付図面と関連付けて考慮される以下の詳細な説明を参照して、最も良く理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の目的は、本発明に従って、Ｉ／Ｏパッド冶金の制御され設計された幾何学的形状およびトポグラフィを提供することによって達成された。
【００２０】
本発明の第１の態様は、チップ・キャリア金属コンタクト・パッド上の金属微小バンプの制御された表面トポグラフィを提供することである。図１を参照すると、金属底面チップ・キャリア・コンタクト・パッド１０の典型的なアレイの上面図が示されている。図２には、単一の底面チップ・キャリア金属コンタクト・パッド１０が示されている。次に図３および図４を参照すると、本発明に従った金属底面コンタクト・パッド２０のアレイの上面図が示されている。これらの金属コンタクト・パッド２０は、少なくとも１つの微小バンプ２１を含む。図３は、異なる数およびサイズの微小バンプを有するいくつかのパッドを示す。微小バンプの数およびサイズは、用途によって変動し得る。
【００２１】
本発明の制御された表面トポグラフィは、１つの金属コンタクト・パッド上に少なくとも１つまたはいくつかの微小バンプを有する場合がある。微小バンプの数および寸法は、特定のコンタクト・パッド直径に対する最も望ましいトポグラフィのため最適化される。好適な実施形態では、微小バンプは円形の金属バンプであり、ベース直径は約１００μｍから２５０μｍの範囲であり、高さは約３０μｍから５０μｍの範囲である。好適な実施形態では、コンタクト・パッド上に、複数の微小バンプを均一かつ対称的に分散させる。好適な実施形態では、微小バンプの直径および高さは、比較的均一であり、ばらつきは約１０μｍ未満である。
【００２２】
図５および図６に、アレイにおける全ての金属コンタクト・パッド２０が７個の微小バンプ２１を有する好適な実施形態を示す。微小バンプを有する金属コンタクト・パッドの数および金属コンタクト・パッド上の微小バンプの数は、様々に変わり得る。最適な数は、具体的な用途に応じて異なる。全ての用途において、微小バンプは、表面接触領域を改善し増大させ、ＬＧＡアセンブリにおいて金属コンタクト・パッドとファズ・ボタンとの間の機械的安定性を増大させる。図７および８を参照すると、本発明による微小バンプ２１を有する金属コンタクト・パッド２０の様々な実施形態の斜視図が示されている。
【００２３】
図９は、インターポーザ４０に保持されたファズ・ボタン３０のアレイの上面図である。図１０および１１に更に明確に示すように、上述のようなファズ・ボタン３０は、導電性ワイヤ網から成り、チップ・キャリア上の金属コンタクト・パッドとプリント回路基板上の金属パッドとの間の相互接続を提供する。
【００２４】
図１２を参照すると、ＬＧＡ相互接続を有する電子モジュールの断面図が示されている。セラミック・チップ・キャリア６０は、上面金属コンタクト・パッド６１を有する。上面金属コンタクト・パッド６１に、半導体チップ９０がはんだ付けされ、内部配線接続６２が、チップ９０を底面金属コンタクト・パッド１０、２０に接続する。便宜上、図１２は、典型的な金属コンタクト・パッド１０および本発明によるバンプ２１を有する金属コンタクト・パッド２０の双方を示す。インターポーザ４０が、金属コンタクト・パッド１０、２０およびプリント回路基板８０上の金属コンタクト・パッド５０間でアラインメントしてファズ・ボタン３０を保持する。
【００２５】
図１３は、金属コンタクト・パッド１０の上面図であり、図１４は、本発明によるバンプ２１を有する金属コンタクト・パッド２０の上面図である。図１５および１６は、本発明の利点を例示するために提示する。図１５は、従来の底面コンタクト・パッド１０とファズ・ボタン３０との間の典型的なＬＧＡ相互接続の断面図である。特に、ファズ・ボタン・ワイヤとパッドとの間に、通常、限られた接触領域があることがわかる。
【００２６】
図１６は、底面コンタクト・パッド２０およびバンプ２１とファズ・ボタン３０との間の、本発明によるＬＧＡ相互接続の断面図である。バンプ２１が、金属コンタクト・パッド２０とファズ・ボタン３０との間の表面接触領域および機械的安定性を増大し改善することがわかる。バンプ付きの金属パッドとファズ・ボタンとの間の三次元接触による物理的接触領域の増大および機械的連動の結果、電気的相互接続が向上し、信頼性が高くなる。
【００２７】
ここで、図１７を参照して、本発明による、バンプ２１を有する金属コンタクト・パッド２０を提供するための方法について説明する。多層セラミック（ＭＬＣ：multi-layer ceramic）チップ・キャリア基板の製造において、未焼成セラミック未加工シートを、バイア・ホールおよび導電性金属によって、用途に合わせて処理する。シート上を導電性ペーストで覆って、バイアを充填し、配線接続を作成する。次いで、セラミック未加工シートを、所定の設計シーケンスで積み重ねて、未加工セラミック積層物を形成する。ガラス・セラミック未加工シート１１０のため、上部および下部のセラミック未加工シート層の上に、未使用のパンチングしていないアルミナ・コンタクト・シート１１１を配置して、構造体の歪みを制御する。未加工シートを積み重ねた後、例えばステンレス鋼のような金属積層板９５を用いて、未加工シート１１０に熱および圧力を加えて、連続的な導電性金属配線を有する未加工セラミック積層物を設ける。以降の処理の間、その層は連続したままである。積み重ねた未加工シートに熱および圧力を加えるこのプロセスは、ラミネーションと呼ばれる。次いで、未加工セラミック・ラミネートを、シンタリングと呼ばれるプロセスで、高温で焼成して、セラミックおよび導電性金属材料の密度を高めると共に、セラミック・チップ・キャリア基板を作成する。
【００２８】
本発明のこの実施形態では、ガラス・セラミック層１１０から成るガラス・セラミック・チップ・キャリア上の未焼成の銅（Ｃｕ）底面コンタクト・パッド１１８上に、金属微小バンプを作成する。未焼成Ｃｕ金属パッド１１８上に微小バンプを形成するには、高圧ラミネーション・プロセスの間に、Ｃｕペーストおよび下にあるガラス・セラミック材料を、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）・コンタクト・シート１２０内の予めンチングしたホールであるスルーホール１１５内へと、高圧機械的押し出しを行う。従来のガラス・セラミック・シンタリングでは、ホールを有しないアルミナ・コンタクト・シート１１１を、上面ガラス・セラミック未加工シート層１１７および底面ガラス・セラミック未加工シート層１１６上に配置して、シンタリングの間に構造体の歪みを制御するのに役立てる。アルミナ・コンタクト・シート１１１は、一時的なものであり、シンタリングの後にチップ・キャリア基板から除去する。
【００２９】
本発明では、従来の未使用のパンチングしていない底面アルミナ・コンタクト・シート１１１の代わりに、予めパンチングしたアルミナ・コンタクト・シート１２０を用いる。基板をシンタリングした後、予めパンチングしたアルミナ・コンタクト・シート１２０を除去して、パッド上の微小バンプをあらわにする。好適な実施形態では、予めパンチングしたアルミナ・コンタクト・シート１２０の厚さは、約１５０μｍから２５０μｍであり、予めパンチングしたホールは、直径が約５０μｍから３００μｍである。好適な実施形態では、ホールは対称的なパターンにパンチングし、各Ｃｕ金属パッドと一致するように、１〜９個のホールをパンチングする。図１７に示すように、ガラス・セラミック未加工シート１１０の多層スタックの下層１１６上のＣｕ金属パッド１１８は、未焼成すなわち「未加工（green）」の状態で積層される。このため、アルミナ・シート１２０内の予めパンチングしたホール１１５内へのパッド材料の押し出しにより、高圧ラミネーション力１３０によって微小バンプ付きのＣｕ金属パッドを形成することができる。
【００３０】
上述の積み重ねおよびラミネーション・プロセスの後、上側および下側のアルミナ・コンタクト・シートを含む未加工グラス・セラミック積層物全体を、高温で共に焼成して、グラス・セラミック・チップ・キャリアを形成する。予めパンチングしたアルミナ・シート１２０は、一時的なものであり、シンタリングの後に除去する。アルミナ・コンタクト・シートの除去は、従来のプロセスである。好適な実施形態では、アルミナ・コンタクト・シートは、媒体の噴射またはスラリによって容易に除去されて、コンタクト・パッド上のＣｕ微小バンプをあらわにする。次いで、バンプ付きのＣｕパッドを、通常はＮｉおよびＡｕまたはＰｄ層によってめっきする。好適な実施形態では、最終的なバンプ付きのコンタクト・パッドは、銅、ニッケル、および金から成る。
【００３１】
図１８を参照して、本発明による、微小バンプ２１を有する金属コンタクト・パッド２０を提供するための別の方法を説明する。本発明のこの実施形態では、アルミナ・セラミック未加工シート層１５０から成るアルミナ・セラミック・チップ・キャリア上に、バンプ付きのモリブデン（Ｍｏ）またはタングステン（Ｗ）のコンタクト・パッド１４０を提供する方法が開示される。アルミナのシンタリングにおいて、上部および下部のアルミナ・コンタクト・シートは必要ない。この実施形態では、ＭｏまたはＷパッド１４０を、金属板１６０内の予めドリルであけたスルーホール１６５内へと高圧機械的押し出しを行うことによって、ＭｏまたはＷ底面コンタクト・パッド１４０上に微小バンプを形成して、微小バンプ付きのＭｏまたはＷコンタクト・パッドを形成する。好適な実施形態では、金属板１６０はスチール板であり、厚さは約１５０μｍから２５０μｍである。好適な実施形態では、金属板１６０は、対称的なパターンに予めドリルで穴あけされ、円形のスルーホールは、直径が約５０μｍ〜３００μｍである。
【００３２】
図１８に示すように、ＭｏまたはＷコンタクト・パッド１４０は、アルミナ・セラミック未加工シート１５０の多層スタックの底面アルミナ・セラミック未加工シート層１６６上にあり、一方、全てのシートは未焼成すなわち「未加工」状態にある。このため、金属板１６０内の予めドリルであけたスルーホール１６５への押し出しにより、スチール・ラミネーション板９５によって与えられる高圧ラミネーション力１３０によって、微小バンプ付きのＭｏまたはＷ金属パッドを形成することができる。高圧ラミネーション・プロセスの後であるがシンタリングの前に、金属板１６５から、微小バンプ付きのＭｏまたはＷパッドを有する未加工アルミナ・セラミック積層物を分離する。次いで、未加工積層物を、高温でシンタリングすなわち焼成して、微小バンプ付きのアルミナ・セラミック・チップ・キャリアを形成する。次いで、バンプ付きのＭｏまたはＷパッドを、典型的にＮｉおよびＡｕまたはＰｄ層でめっきする。好適な実施形態では、最終的なバンプ付きのコンタクト・パッドは、モリブデン、ニッケル、および金から成る。
【００３３】
本発明は、従来技術に勝る多数の利点を提供する。チップ・キャリアの所与の共平面性すなわち平坦さでは、微小バンプが、物理的な接触表面領域を向上させ、これによってＩ／Ｏコンタクト・パッドとファズ・ボタンとの間の電気的相互接続の完全性を高める。微小バンプは、ファズ・ボタンとの三次元の表面接触を提供し、これが、Ｉ／Ｏコンタクト・パッドに対するファズ・ボタンの接触領域を増大させる。
【００３４】
微小バンプとファズ・ボタン・ワイヤの部分との連動によって、使用状況下で熱機械的応力による電気的接触点の変位が軽減する。コンタクトの信頼性向上は、更に、大きい作動力の必要性を低下させる。これによって、ＬＧＡ作動の間のチップ・キャリアに対する外部応力が低減し、基板応力腐食割れ（ＳＣＣ：stress corrosion crack）の懸念が軽減されるかまたは解消される。
【００３５】
また、接触が改善されるので、底面コンタクト・パッドの共平面性の要件が緩和し、従って、チップ・キャリアの歩留まりが向上する。微小バンプの高さは、ファズ・ボタンがＩ／Ｏコンタクト・パッドに接触するための追加の寸法を提供する。微小バンプ付きのパッドによって、チップ・キャリア底面コンタクト・パッドの共平面性の仕様を更に緩和することができ、かつ、同量の表面接触領域を達成することができる。これによって、底面共平面性における基板シンタリングの歩留まりが向上する。
【００３６】
機械的連動の改善により、相互接続の均一性および信頼性が高まる。また、これは、応力の間（電源投入動作状況）のファズ・ボタンおよびインターポーザの「ウォーキング」に関する懸念を軽減し、不充分なファズ・ボタン接触によるＬＧＡモジュール作動再処理を減らす。また、機械的連動の改善によって、チップ・キャリアに対する外部圧縮応力の低減を可能とし、大きいサイズのＬＧＡセラミック基板に関する応力浸食割れ（ＳＣＣ）の懸念を最小限にすることができる。
【００３７】
この開示に関する当業者には、本発明の精神から逸脱することなく、本明細書中に具体的に記載した実施形態を超えて本発明の他の変形も行い得ることは明らかであろう。前記の幾何学的形状および寸法を有する上述のバンプ付きの金属パッドを用いて、インターポーザ内のファズ・ボタンとの電気的接続を向上させるという基本的なアイディアは、他の電子ユニットにも適用可能である。従って、かかる変形は、特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲内にあるものと見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】典型的なチップ・キャリア・コンタクト・パッドの上面図である。
【図２】典型的なチップ・キャリア・コンタクト・パッドの上面図である。
【図３】本発明による微小バンプを有するチップ・キャリア・コンタクト・パッドの上面図である。
【図４】本発明による微小バンプを有するチップ・キャリア・コンタクト・パッドの上面図である。
【図５】本発明の好適な実施形態の上面図である。
【図６】本発明の好適な実施形態の上面図である。
【図７】好適な実施形態の斜視図である。
【図８】単一の微小バンプを有するチップ・キャリア・パッドの斜視図である。
【図９】通常のファズ・ボタン・コネクタの上面図である。
【図１０】通常のファズ・ボタン・コネクタの上面図である。
【図１１】通常のファズ・ボタン・コネクタの上面図である。
【図１２】本発明を組み込んだモジュール・アセンブリの断面図である。
【図１３】本発明を組み込んだモジュール・アセンブリの断面図である。
【図１４】本発明を組み込んだモジュール・アセンブリの断面図である。
【図１５】本発明を組み込んだモジュール・アセンブリの断面図である。
【図１６】本発明を組み込んだモジュール・アセンブリの断面図である。
【図１７】本発明による微小バンプを形成する第１の方法を示す層アセンブリの概略断面図である。
【図１８】本発明による微小バンプを形成する第２の方法を示す層アセンブリの概略断面図である。
【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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【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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