(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に標準パターンのコンタクトのアレイと、少なくともいくつかの前記コンタクトを電気的に接続するための導電性のコンタクト相互接続部材とが形成され、前記上面にコンタクト・アレイのサブセットを取り囲み且つ互いに分離するようにパターン形成された誘電層が配置された、集積回路を接続するための基板であって、
前記誘電層は、前記基板上のコンタクト位置のうち選択された位置と該位置に対応する前記集積回路のコンタクトとの間に置かれ、該位置を覆い且つその上面に凹みを有するようにパターン形成され、
前記コンタクト相互接続部材は、前記選択された位置を取り囲む閉じた曲線を形成しており、
前記選択された位置に対応する前記集積回路のコンタクトが、前記コンタクト・アレイの前記選択された位置にあるコンタクトから絶縁された基板。
【請求項２】
前記コンタクト相互接続部材が、前記選択された位置にあるコンタクトを取り囲む六角形を形成している、請求項１に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の属する技術分野は集積回路を実装する分野に係り、特に「フリップチップ」またはＣ４と呼ばれる接続技術の分野に係る。
【背景技術】
【０００２】
集積回路（ＩＣ）セットを接続するための基板を製造するプロセスにおいて、メーカは時に、集積回路の底面のはんだバンプ接続との間で選択的な接触を行う場合がある。例えば、チップ上のｋ番めのバンプが、あるパッケージでは使用され、別のパッケージでは使用されない、というように接続の仕方は異なるが、チップとしては標準のチップと似ている一群の製品がある。
【０００３】
従来、図３の断面図に示すように、はんだバンプ（またはボール）コンタクト３０のボール・グリッド・アレイを有するチップ１０（「フリップチップ」技術またはＣ４技術と呼ばれている）は全て、基板の上面１３５の対応するコンタクト・アレイの金属コンタクト・パッド１１０にはんだ付けされた。この場合、チップは、使用されるコンタクトだけを有するように設計し製造しなければならなかった。米国特許第６２２９２１９号は、不規則なコンタクト・セットを底面に有するさまざまなチップを示している。それぞれのチップ上のコンタクトは全て、パッケージ上の対応するコンタクトに接合される。チップ上に空の位置を設けることによって、パッケージは２種類の異なるチップを受け入れる。すなわち、チップはチップのｋ番めのスロットに空の位置を有し、そのためｋ番めの位置のコンタクトとチップ上の空スロットとの間には接合が形成されない。
【０００４】
別の例では、パッケージ上のコンタクトにチップを接合するが、使用しないコンタクトは「浮かばせて」おいた。すなわちパッケージの他の層に接続しなかった。このことは、このようなコンタクト・パッド１１０が他のコンタクトと短絡する可能性があることを意味していた。さらに基板上の金属は、チップの動作に影響を及ぼしかねない静電容量を示した。
【０００５】
チップの底面のコンタクトを除去するには、チップ・コンタクトを形成する際に異なるマスクが必要となるために費用がかかる。チップを形成した後でコンタクトを除去するのは、チップを傷つける可能性がある追加の処理が必要となる。その位置でコンタクト・パッド１１０を除去することは可能だが、たとえはんだマスク１３０があっても、はんだバンプ３０が流れて、隣接したコンタクトまたはコンタクト・パッド１１０の下に作られたバイアを短絡させる可能性があった。はんだマスク１３０は、付着されフォトリソグラフィによってパターン形成された従来からの誘電層である。従来技術を示す図３のはんだマスクは従来どおりに、はんだバンプ３０およびはんだバンプが接触する対応する金属コンタクト・パッド１１０を分離するものとして示されている。
【特許文献１】米国特許第６２２９２１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＩＣの配置は変更しなくても、基板上のさまざまな接続に対する適合が、チップ上の使用されないはんだバンプをチップ動作を妨害しないパターン形成された誘電体によって分離するような、集積回路用の基板を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は集積回路を接続するための下記のような基板を提供する。基板の上面に標準パターンのコンタクトのアレイが形成される。またその基板上面にはパターン形成された誘電層が配置される。パターン形成された誘電層が、コンタクト・アレイのサブセットを取り囲み且つ互いに分離するようにパターン形成されている。基板の上面には導電性のコンタクト相互接続部材が配置され、コンタクト相互接続部材がコンタクト・アレイの少なくともいくつかのコンタクトを電気的に接続する。コンタクト相互接続部材が前記アレイのコンタクト位置のうちの選択された位置からずれるよう配設される。パターン形成された誘電層が前述の選択された位置を覆い、基板上面の選択された位置のところの集積回路のコンタクトが、前記コンタクト・アレイの前記選択された位置にあるように、コンタクトから絶縁された基板が提供される。
【０００８】
好ましくは本発明は、基板の上面の金属相互接続体およびはんだマスクをパターン形成して使用しないはんだバンプを分離することによって、ＩＣの底面の使用しないはんだバンプを分離する。
【０００９】
本発明の好ましい特徴は、誘電はんだマスクに凹みを形成して選択された位置のはんだマスクの高さを低くするために、使用しないチップ・コンタクトの下を通る金属相互接続部材の形状を変更することである。
【００１０】
本発明の好ましい他の特徴は、チップ上のコンタクトとパッケージの対応するコンタクトとの間に誘電層が置かれるように、はんだマスクをパターン形成することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
再び図３を参照するとＩＣ実装基板の一部分の断面図が示されており、この図では、金属コンタクト・パッド１１０のアレイに接合した一組のＣ４はんだバンプまたはボール３０によって、チップ１０がパッケージに接続されている。コンタクト・パッドは、基板の上面１３５を貫いて下方へ延びチップ１０を他のチップまたは外界あるいはその両方に接続する相互接続に接続されている。はんだマスク１３０は、基板の上面の導体をパターン形成した後、チップを接合する前に配置された誘電層である。これは、コンタクト・パッド１１０を取り囲むことによってはんだバンプ３０を分離する。
【００１２】
はんだマスク１３０は、コンタクト・パッド１１０の金属層をパターン形成した後に感光性の液体またはフィルムとして配置され、次いで適当な特性の光で露光することによってパターン形成され、パターン形成後に現像される。図３から分かるように、はんだマスクをパターン形成する標準の方法は、はんだバンプ間の分離フィーチャとして、それぞれのコンタクト・パッド１１０の周囲に壁を形成する方法である。図３の断面図には、金属１１０によって互いに短絡したはんだボールはない。もしこれがある場合、すなわちコンタクト間に金属１１０が延びている場合には、層１３０は、金属層１１０の上を通過するところがわずか高くなるであろう。
【００１３】
この従来技術の技法の特徴は、ＩＣピンアウト（すなわちはんだバンプへの接続）の変更に費用がかかり、そのため費用面を考慮して、はんだバンプのコンタクト・パッド１１０の接続がそのまま残されることである。このことは、チップ１０に取り付けられたはんだボールが基板の表面のコンタクト・パッド１１０にはんだ付けされ、したがって基板上での接続の効果によって、チップに静電容量が追加されるという問題が生じる可能性があることを意味する。コンタクト・パッド１１０は一般に基板を貫いて下方へ延びるバイアに接続されており、そのため、はんだボール３０と電気的に接触した領域はかなりの量にのぼることを当業者は知っている。
【００１４】
本発明によればＩＣの配置は変更されず、基板上のさまざまな接続に対する適合が、チップ上の使用されないはんだバンプをチップ動作を妨害しないパターン形成された誘電体によって分離することによって提供される。
【００１５】
次に図１を参照すると、本発明に基づくパッケージ基板の一領域の平面図が示されており、この図では、コンタクト・パッド１１０からなる３×７アレイが特定のＩＣの標準Ｉ／Ｏに一致している。しかし全てのコンタクトが使用されるわけではない。この例では中段の２つのコンタクトが使用されない。
【００１６】
このアレイの中段に沿って左から右へ通る太線１２０は、実装中のシステムに必要な（コンタクト１、３、４、６および７を接続する）導電性相互接続を表している。この例ではこの線が７つの連続したコンタクト位置を通過している。しかしこの例では、ともに数字１２２で示された、六角形の形状を有する線１２０の領域の中に位置する２つのコンタクト位置が使用されない。図示したレイアウトの役割は、導電性相互接続部材１２０がチップ１０上のはんだバンプの位置からずれていること、すなわち導電性相互接続部材１２０が２つに分かれてこれらの２つの側の間に六角形の開口を画定することを示すことにある。チップ接合操作の前に配置されるはんだマスクが六角形の開口を埋め、当該はんだマスクとしてパターン形成された誘電層の上面のその位置に凹みを形成する。この凹みはチップ１０上のはんだボールを取り囲み、はんだボールを周囲のコネクタから分離し、そのため、加熱／はんだリフロー・プロセス中に溶融状態になった導電材料の範囲が限定される。ボンディング操作ではチップ１０の底面のはんだボール３０が変形し、それによってチップ１０がわずかに沈み込む。ボール３０とコンタクト・パッド１１０の間に位置するパターン形成された誘電層１２５は電気的な経路が形成されることを防ぐ。したがって、ＩＣ１０の下面での接続は妨げられずに実施されるが、使用されない接続が、（例えば不要な短絡を引き起こすことによって）基板接続、または（静電容量を変化させることによって）チップ動作に影響を及ぼすことはない。
【００１７】
図２の側面図を参照すると、断面２−２は相互接続１２０を過ぎてとられており、そのためこの断面図に相互接続１２０は示されていない。すなわちこの線は、パッド１１０を通過するところが１２０、六角形１２２を通過するところが１２２と呼ばれる。六角形１２２の２本の細い線はこの断面の平面にある。したがって図２では、両方の領域１２５が、はんだマスクが相互接続１２２を越えて行くところのそれぞれの側にバンプを示す。
【００１８】
図１の最上段の四角形の枠１２４は、コンタクト位置の周囲の、パターン形成された誘電層を取り囲む、はんだマスク材料から形成された領域を画定している。このパターン形成された誘電層は、その位置のコンタクト１１０とその位置の上のチップ・コンタクトとの間に経路が形成されることを防ぐ。この配置は、この特定のシステムでは使用されないチップ上のコンタクトと、基板上のまたは基板内の別の相互接続に接続し、あるいは基板上のまたは基板内の別の相互接続と短絡する可能性がある基板内のコンタクトとがある状況で役立つ。
【００１９】
このように、（接触が実施された場合に）チップ内の回路の容量性負荷を増大するであろう基板内の他の導線に接続されたコンタクト１１０を有するストック基板を今までどおりに使用することができるので、より幅広いクラスのチップまたは基板あるいはその両方を本発明とともに使用することができる。同様に、システムの１つのバージョンにおいてチップ・コンタクトＫとＬを短絡させる基板内の相互接続を遮断することができ、そのため、その短絡を持たないシステムが今までどおり同じ基板を使用することができる。
【００２０】
閉じた六角形を有する必要は必ずしもないこと、および片側だけの構造でも線１２０の連続性を維持するのには十分であることに当業者は気づくであろう。線１２０は直線である必要はなく、線１２０は直角または他の形状を有することができる。六角形の代わりにひし形、長方形、平行四辺形または他の形状（好ましくは閉じた曲線）を使用することができる。
【００２１】
はんだマスクの厚さは、電気的な接触を防ぐ程度に厚く、他のはんだバンプが自体が接合するパッド１１０と接触することを妨げないように程度に薄いことが好ましい。はんだバンプはボンディング・プロセス中に流動するので、ある程度の許容差は認められる。ＩＢＭ社によって開発されたフリップチップ・プロセスの文脈で本発明を説明したが、ＩＣの底面の一組のコンタクトを基板の上面のアレイに接合する他の技術を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に基づく一構造の上面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図２に対応する従来技術の断面図である。
【図１】
0004536515.tif 000002
【図２】
0004536515.tif 000003
【図３】
0004536515.tif 000004