(57)【要約】ロープロファイルの集積モジュール（２１，２２，２３）を、セラミックまたはＰＣＢなどの材料からつくられた複数のシート（２５）を含んで組み立て互いに固定する。モジュールはヴィア（３２）を含み、ヴィアは、複数のシートの少なくとも１つを通ってモジュール下面からモジュール上面へ部分的に延在し、かつモジュール側面に存在する。ヴィアを導電性材料により充填する。次いで、モジュールを支持基板上に取り付ける。支持基板は取付け面にはんだパッドを有し、はんだパッドの面積はヴィアの下面の面積よりも大きい。ヴィアの下面を取付パッド上面に近づけ、はんだ付けする。これにより、はんだがヴィアをモジュール側面に沿って這い上がる。
2004536442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロープロファイルの集積モジュールを組み立てる方法であって、
集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素を画成する第１の材料シートを設け、前記第１シート内に延在するヴィアを、前記集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素の間に形成するステップと、
ヴィアに導電性金属を充填するステップと、
集積モジュールの隣接する２つの第２構成要素を画成する第２の材料シートを設けるステップと、
第１のシートと第２のシートを、集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素を集積モジュールの隣接する２つの第２構成要素と位置合わせした状態で重ね合わせて固定し、それにより２つの隣接する集積モジュールを形成するステップと、
第１シートおよび第２シートをヴィアを通ってカットし、それにより第１シートおよび第２シートを別々の集積モジュールに分割し、各モジュールが、導電性金属が充填されたヴィアの一部をモジュールの外周に有し、ヴィアがモジュールの外周の一部に沿って延在するステップとを含む方法。
【請求項２】
ヴィアに導電性金属を充填するステップが、ヴィアにはんだペーストを充填することを含む請求項１に記載のロープロファイル集積モジュールを組み立てる方法。
【請求項３】
第１の材料シートを設けるステップおよび第２の材料シートを設けるステップが未焼成セラミック材料のシートを設けることを含む請求項１に記載のロープロファイル集積モジュールを組み立てる方法。
【請求項４】
未焼成セラミック材料のシートを設けるステップが、アルミナ粒子、ガラス粒子および結合剤から成るシートを設けることを含む請求項３に記載のロープロファイル集積モジュールを組み立てる方法。
【請求項５】
第１シートと第２シートを重ね合わせて固定するステップが、複数枚の第１シートにおけるヴィアを位置合わせして、隣接する２つの集積モジュール内を下側のシートの下面から中間のシートの上面へ部分的に延在する共通のヴィアを形成する請求項１に記載のロープロファイル集積モジュールを組み立てる方法。
【請求項６】
ロープロファイルの集積モジュールを組み立てる方法であって、
集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素を各々が画成する、未焼成セラミック材料からつくられた複数の第１シートを設け、次いで、前記複数の第１シートを通って延在する複数のヴィアを、前記集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素の間に形成するステップと、
前記複数のヴィアの各々に導電性金属ペーストを充填するステップと、
未焼成セラミック材料からつくられた複数の第２シートであって、各々が、集積モジュールの隣接する２つの第２構成要素を画成する第２シートを設けるステップと、
前記複数の第１シートと前記複数の第２シートとを、集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素を集積モジュールの隣接する２つの第２構成要素と位置合わせした状態で重ね合わせて固定し、それにより２つの隣接する集積モジュールを形成するステップと、
固定された前記複数の第１シートおよび第２シートを複数のヴィアを通ってカットして、固定された前記複数の第１シートおよび第２シートを２つの別々の集積モジュールに分割し、各モジュールが前記複数のヴィアの各々の一部をモジュールの外周にて有し、ヴィアが前記外周の一部に沿って延在するステップと、
２つの別々の集積モジュールを、セラミックモジュールを形成するのに十分に高温の焼成温度で焼成するステップであって、導電性金属の溶融温度が前記焼成温度よりも高い焼成ステップとを含む方法。
【請求項７】
ロープロファイルの集積モジュールを組み立てる方法であって、
集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素を画成する第１の材料シートを設け、次いで、間隔をあけて配置された複数のヴィアであって、第１シート内を集積モジュールの隣接する２つの第１の構成要素の間にて延在する複数のヴィアを形成するステップと、
２つの応力緩和アンカーパッドを第１材料シート上に設けるステップであって、２つの応力緩和アンカーパッドの一方が、集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素の各々の内部に配置され、２つの応力緩和アンカーパッドの各々が、複数のヴィアの各々からほぼ等しい距離を有して配置されるステップと、
複数のヴィアに導電性金属を充填するステップと、
集積モジュールの隣接する２つの第２構成要素を構成する第２の材料シートを設けるステップと、
前記第１シートと第２シートとを、集積モジュールの隣接する２つの第１構成要素を集積モジュールの隣接する２つの第２構成要素と位置合わした状態で重ね合わせて固定して２つの隣接する集積モジュールを形成し、前記第２材料シートが第１材料シートの、２つの応力緩和アンカーパッドが配置される面と反対の面に固定されるステップと、
第１および第２のシートをヴィアを通ってカットして第１シートと第２シートを別々の集積モジュールに分割し、各モジュールが２つの応力緩和アンカーパッドの１つを有し、複数のヴィアの各々の一部がモジュールの外周に存在するステップとを含む方法。
【請求項８】
ロープロファイルの集積モジュールを支持基板に連結する方法であって、
ロープロファイルの集積モジュールを設けるステップであって、モジュールが複数の材料シート含み、これらの材料シートが互いに固定されてモジュールを形成し、かつ、モジュール下面、モジュール上面、およびモジュール側面を画成し、モジュールが、さらに、複数のシートの少なくとも１枚の内部を通ってモジュール下面からモジュール上面へ部分的に延在し、かつモジュール側面に延在するヴィアを含み、ヴィアが導電性材料で充填されるステップと、
取付パッドを取付け面に有する支持基板を設けるステップであって、取付パッドが、ヴィアの下面よりも面積が大きい上面を有するステップと、
モジュール下面を取付パッドの上面付近に配置するステップと、
ヴィアを取付パッドにはんだ付けし、これによりはんだがヴィアをモジュール側面に沿って這い上がるステップとを含む方法。
【請求項９】
ロープロファイルの集積モジュールであって、
重ねて互いに貼り合わされた、集積モジュールの第１の複数の構成要素であって、複数の共通のヴィアが前記構成要素内を下面から上面まで延在し、かつ側面に配置されている第１の複数の集積モジュール構成要素と、
重ね合わされて固定された、集積モジュールの第２の複数の構成要素とを含み、前記第１の複数の構成要素と前記第２の複数の構成要素とが互いに固定されかつ位置合わせされて集積モジュールを形成し、前記複数のヴィアがモジュール下面からモジュール上面へ部分的に、モジュールの側面の少なくとも１つに沿って延在し、
前記複数のヴィアが導電性材料で充填されているモジュール。
【請求項１０】
支持基板上に取り付けられたロープロファイルの集積モジュールであって、
重ねて互いに貼り合わされた集積モジュールの第１の複数の構成要素であって、複数の共通のヴィアが前記構成要素内を下面から上面まで延在し、かつ構成要素の側面に配置されている第１の複数の集積モジュール構成要素と、重ね合わされて固定された集積モジュールの第２の複数の構成要素とを含み、前記複数の第１構成要素と前記複数の第２構成要素とが貼り合わされかつ位置合わせされて集積モジュールを形成し、前記複数のヴィアがモジュール下面からモジュール上面へ部分的に、モジュールの側面の少なくとも１つに沿って延在するモジュールと、
上面を有する支持基板であって、複数の連結パッドが前記上面に形成されており、モジュールの下面が支持基板の上面の付近に配置され、複数のヴィアの各々が、複数の連結パッドの関連する各々の上に重ねられる支持基板と、
前記複数のヴィアの各々を関連するパッドに連結するはんだであって、関連する連結パッドからヴィアの少なくとも一部に沿って延在して、ヴィアの各々と関連する連結パッドとの間にフィレットを形成するはんだとを含むロープロファイルの集積モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、集積モジュールを相互に連結するための装置および方法に関する。
さらに詳細には、本発明は、集積モジュールを、ロープロファイルでかつ信頼性の高い相互連結部により相互に連結するための装置および方法に関する。
【０００２】
発明の背景
現在、多くの電子回路が小部品またはモジュールに集積され、これらの部品またはモジュールは、より大きいキャリア、例えばプリント回路板などに取り付けられる。このプロセスにおいて生じる重大な問題の１つは、集積モジュールを構成する材料と、キャリアを構成する材料との熱膨張率が異なることである。例えば、集積モジュールに一般的に用いられている材料はセラミックである。一般に、セラミックの集積モジュールが、硬質プラスチックを用いたタイプのプリント回路板に取り付けられる。これらの材料の熱膨張率の差が熱膨張率のずれを生じさせ、これが、製品の相互連結の信頼性および／または寿命に深刻な影響を与えることがある。
【０００３】
概して、集積モジュールの下面周辺には電気トレースが分布している。先行技術において、集積モジュールの電気トレースはプリント回路板上の取付および連結パッドに、はんだボールにより電気的かつ物理的に連結されている。モジュール下面の中央はゼロ応力点または中立点とみなされ、中央から離れた連結部はより多くの応力を受け、連結部が中央から離れるほど、連結部は多くの応力を受ける。この応力の幾らかは、少量の弾力または移動をもたらすはんだボールにより除去される。この応力をさらに除去するために、はんだボールの高さがより高くされる。スタンドオフ（ｓｔａｎｄｏｆｆ）高さ、および、熱膨張中立点からのはんだ接合部の距離は、はんだ接合の熱疲労に関連する最も重要なファクターとして良く知られている。スタンドオフ高さがより高く、熱膨張中立点からの距離がより短いことが好ましい。
【０００４】
現在要求されているように、構造物の外形をより低くし、集積回路をより大きくすることは、モジュールの信頼性に関する重大な問題を呈する。一般に、顧客は、許容される最大高さ（取付板とモジュール上面との間の距離）を特定する。製造者は、スタンドオフ高さとモジュールの構成要素の量および位置を適当に組み合わせて対処しなければならない。相互連結部の熱疲労寿命を延ばすためにスタンドオフ高さを高くすると、特定の最大高さを得るためにモジュールの構成要素の数を減らさなければならないことは明らかである。
したがって、信頼性を低下させずに、スタンドオフ高さを低くし、かつはんだ接合の熱疲労寿命を長くする装置および方法を提供することが非常に望ましい。
【０００５】
好ましい実施形態の説明
ここで図１を参照すると、先行技術のモジュール１０の側面図が簡略に示されている。モジュール１０は、モジュール１０の下面に形成された複数の端子１１を含む。当分野でよく知られているように、端子１１は、モジュール１０内に集積された回路および部品に内部連結されている。端子１１は、また、モジュール１０を支持基板１２上に取り付けるために働く。支持基板１２は複数の取付／連結パッド１４を有し、パッド１４は、基板の上面、すなわち取付面１５上に形成され、モジュール１０の端子１１と位置が合うように配置されている。はんだボール１６が、端子１１と取付け／連結パッド１４の間に配置されている。組み立てにおいて、はんだボール１６は部分的に溶融されて、端子１１および取付け／連結パッド１４に物理的かつ電気的に接合される。こうして、はんだボール１６はモジュール１０を支持基板１２に物理的に取り付け、かつ、端子１１を取付け／連結パッド１４に電気的に連結する。
【０００６】
さらに図２を参照すると、モジュール１０の下面の中央点（番号１７で示す）が、ゼロ応力点、すなわち中立点とみなされ、点１７から間隔を有する端子１１にて応力の量は増大している。点１７からの間隔が大きいほど、端子１１が受ける応力は大きくなる。図２に示した例において、モジュール１０のコーナーに配置された端子１１は点１７から最も遠く離れており、矢印１８で示されているように最も大きい応力を受ける。この応力の幾らかは、少量の弾力または移動をもたらすはんだボール１６（図１参照）により除去される。はんだボール１６の圧力除去特性を増大させるために、モジュール１０の下面と支持基板１２の上面１５の間のスタンドオフ高さ（図１にｈｓ で示す）を高くする。スタンドオフ高さｈｓ 、および、熱膨張中立点１７からはんだ接合部までの距離は、ＳＭＴはんだ接合の熱疲労に関連する最も重要なファクターとして良く知られている。
【０００７】
現在、顧客からの要求は、高さ（図１に記号ｈで示す）の低いロープロファイルの製品を組み立てることを含む。また、集積モジュールも、より大きくなっている。プロファイルをより低くし、なおかつモジュールをより大きくすることは、信頼性の達成に関する重大な問題を呈する。なぜなら、これらの条件は、スタンドオフ高さをより高くすること、および、中央点１７からの距離を短くすることと相反するからである。許容可能な最大高さｈを顧客が特定する場合、製造者は、スタンドオフ高さｈｓ と、モジュール内の構成要素の量および位置とを適当に組み合わせて対処しなければならない。はんだ接合の熱疲労寿命を長くするためにスタンドオフ高さｈｓ を高くすると、特定の最大高さｈを得るために、モジュール１０に含むことができる構成要素の数を減らさなければならない。
【０００８】
ここで図３を参照すると、複数のモジュール２１，２２および２３を含む組立体、すなわちスタック２０の一部の断面が拡大されて示されている。組立体２０は、本発明に従ってロープロファイルの集積モジュールを組み立てる方法を示すための補助として例示されている。ここで特に理解されるべきこととして、組立体２０は、種々のシート状材料、例えば、セラミック材料、現在ＦＲ４として知られている高密度相互接続プリント回路板（ＨＤＩ／ＰＣＢ）、ならびに、電気回路および部品がシートに含まれ、積み重ねられて完全な回路または電気部品を形成するほぼ全ての材料を含む。
【０００９】
この好ましい実施形態において、例として、未焼成セラミック、すなわちグリーンセラミック材料からつくられた複数のシート２５を準備する。１枚のシート２５の典型的な例が図４に示されている。各シート２５は、側部２７により画成された複数のモジュール構成要素２６を含み、構成要素２６は互いに隣接して形成されて側部２７を共有している。各構成要素２６は幾つかの電気トレース（図４に番号２８で示す）を含み、さらに、幾つかの電気部品、例えば、コンデンサ、誘導器、抵抗器、半導体集積回路（例えば番号２９で示されたＩＣ）などを含み得る。各構成要素２６は、また、要素内を通るヴィアを含み、ヴィアの幾つか（番号３０で示す）は側部２７と側部２７の間に配置され、また、ヴィアの幾つか（番号３２で示す）は細長い形状に形成されて側部２７を横切り、隣り合う構成要素２６に延びている。
【００１０】
好ましい実施形態において、ヴィア３０を、パンチ、ドリル、レーザなどを用いて形成する（以下「パンチング」と称する）。ヴィア３２は、隣接する複数の、部分的に重なり合うほぼ円形の穴をパンチングして（以下「ニブリング」と称する）、細長い形状の断面を有する１つのヴィアを画成することにより形成される。もちろん、正方形、長方形、円形、長円形などの形状を限定的でなく含む種々の寸法および形状のヴィアを、例えばニブリングにより形成でき、図４および６に示した円形および細長い形状のヴィアは、組立プロセスの容易な理解のために示したに過ぎないことが理解されるであろう。種々のヴィアの寸法の例として、図６に番号３３で示されたヴィア３２の露出面の断面寸法は、１２５μｍ〜５００μｍの範囲である。
【００１１】
先に述べたように、シート２５は、未焼成のセラミック、すなわちグリーンセラミック材料から形成されており、この材料は、当分野で知られているように、Ａｌ２Ｏ３ 粒子、ガラス粒子、および、概して有機材料を含む結合剤を含む。ヴィア３０および３２の全てをシート２５に適切に形成した後、金属ペースト（この好ましい実施形態においては８０％の銀と溶剤）をヴィア内に、例えばスキージなどを用いて押し込む。銀ペースト中の溶剤は、ヴィアの未焼成セラミック材料側に移動する傾向を有し、銀ペーストをヴィア内で堅固に結合させる。ここで、金属ペーストが、グリーンセラミックシートの焼成温度よりも概して高い温度、すなわち、概して８００℃よりも高い温度の融点を有する導電性金属のいずれをも含み得ることが理解されよう。また、高温での硬化または焼成を必要としない材料シート、例えば前述のＦＲ４においては、望ましければ標準的なはんだなどを用いてもよいことが理解されよう。
【００１２】
図３に戻ると、複数のシート２５（この例では３枚）が、側部２７およびヴィア３２を垂直方向に位置合わせした状態でスタッキング、すなわち積み重ねられて、共通のヴィア３２および共通の側部２７をスタック全体を通じて形成している様子が見られる。もちろん、内側ヴィア３０および他の種々の接続子も、１以上の完全な相互接続回路をもたらすように位置合わせされることが理解されよう。
【００１３】
シート２５と類似の未焼成セラミック、すなわちグリーンセラミック材料から形成された他の複数のシート３５を、シート２５のモジュール構成要素２６と類似のモジュール構成要素を含むように組み立てる。シート３５の組立プロセスはシート２５に関して先に記載したプロセスとほぼ同様であるが、ヴィア３２が含まれないことが異なる。シート３５は幾つかの電気トレースを含み、また、幾つかの電気部品、例えば、コンデンサ、誘導器、抵抗器、半導体集積回路などを含み得る。さらに、シート３５は、シート２５のヴィア３０と類似の中間ヴィアを含んで、複数のシート３５とシート２５の相互接続をもたらす。複数のシート３５（この例では３枚）は、側部およびヴィアならびに部品のいずれもが位置合わせされた状態でスタッキング、すなわち積み重ねられて、１以上の完全な相互接続回路を形成する。
【００１４】
図３から理解されるように、シート２５がシート３５の上に、側部２７を位置合わせして積み重ねられ、これにより、垂直方向に位置合わせされた複数のモジュール２１，２２および２３が形成されている。モジュール２１，２２と２３は、各側部において隣りのモジュールと共通の側部２７を共有するように隣接して配置されている。当業者に理解されるように、シート２５および３５は非常に薄く、概して、用いられるシートの総数は、集積される回路、および、モジュールのユーザが特定する限界高さｈ（例えば２ｍｍ）によって決まる。また、組み込まれるシート２５の枚数およびシート３５の枚数は、共通のヴィア３２の望ましい垂直方向長さによって決まる。実際、スタック２０に含まれるシートの数は、最小で１枚のシート２５および１枚のシート３５から、多くは２０枚以上の総シート数にまで変化し得る。この好ましい実施形態において、スタック２０におけるシート２５の枚数およびシート３５の枚数は、共通のヴィア３２が垂直方向に、約２５μｍからスタック高さ（すなわち、下側シートの下面と上側シートの上面の間の距離）の約１／２の範囲の長さに延在するように決定される。
【００１５】
シート２５およびシート３５からスタック２０を組み立てるための特定の手順を、理解し易いように記載してきたが、好都合な組立手順のいずれもが用いられ得ることを理解されたい。例えば、必要なシート２５および３５の全てを予め形成しておき、次いでこれらのシートを１つのステップで位置合わせして積み重ねることが一般的に好都合である。シートのスタックを得るための、上記および本文中以下に記す一連のステップの詳細は本発明には重要でなく、組み立てられる特定の実施形態に従って変化し得る。
【００１６】
未焼成のグリーンセラミックシートを図３に示したように組み立てたならば、スタックをカットし、または他の方法で個々のモジュールに分割する。この好ましい実施形態において、スタック２０は非常に鋭利な器具によりカットされる。シート２５および３５は、まだ未焼成のグリーンセラミックから形成されているため、カッティングは容易に行われる。スタック２０をその焼成後に個々のモジュールに分割することも可能であろうが、焼成セラミックは非常に硬く、カッティングプロセスは実質的に、より困難になるであろう。図３において、隣り合うモジュール２１とモジュール２３の側部２７、および、隣り合うモジュール２１とモジュール２２の側部２７は点線で示されている。ここで、側部２７がヴィア３２内を通っており、したがって、スタック２０を点線に沿ってカットするときに、各モジュール２１，２２および２３が、図６に示されているようにヴィア３２の一部を有することに留意されたい。また、カッティングプロセスは、シート２５がスタックの上部に配置され、かつシート３５がスタックの下部に配置された状態で行われるため、ヴィア３２内の銀ペーストはカッティング作業中に、シート３５の中実面により所定位置に保持される。
【００１７】
スタック２０を個々のモジュール（例えばモジュール２１，２２および２３）に分割したならば、モジュールを焼成してセラミックを硬化させる。当分野で理解されているように、焼成温度は、概して、グリーンセラミック材料の組成物により決定される。この好ましい実施形態において、グリーンセラミック材料は、Ａｌ２Ｏ３ （アルミナ）粒子、ガラス粒子、および有機結合剤を含む。この場合、焼成温度はガラス粒子により決定される。なぜなら、ガラス粒子が約８７５℃の温度で十分に溶融し、それによりアルミニウム粒子を結合させるからである。また、この温度において有機結合剤が追い出され、少なくとも部分的に溶融および再構成されたガラスにより結合された、Ａｌ２Ｏ３ 粒子を含むセラミックが残る。また、複数のシート２５および３５は焼成プロセスにより、実質的に単一の構造物に結合される。焼成プロセスにおいて個々のモジュールは約１３％縮小または収縮するが、収縮は実質的に均一であるため、最終モジュールに影響はない。また、焼成プロセス中にヴィア３０および３２内の銀ペーストが堅固に硬化されて所定位置に配置される。
【００１８】
図７を参照すると、別の最終モジュール２１の底面図が示されている。複数のヴィア３２が各側部２７に沿って分布しており、応力緩和アンカーパッドが底面に配置されている。この好ましい実施形態において、応力緩和パッドは中央に配置された８角形の要素３６および各コーナーに配置された円形要素３７を含む。応力緩和パッドは最終シート２５（例えば図３の最上シート）の下面に形成され、また、最終的に支持基板にはんだ付けされる金属を含む（以下に説明する）。
【００１９】
先に簡単に説明したように、モジュールの下面の中央点はゼロ応力点すなわち中立点とみなされ、端子が中立点から遠いほど、端子はより多くの応力を受ける。図７に示された実施形態において、応力緩和パッドは、付近の相互接続子またはヴィア３２における応力を低減する。８角形の要素３６および円形要素３７は、各ヴィア３２がこれらの要素からほぼ等しく短い距離を有するように設計されて配置されている。８角形の要素３６および円形要素３７は、望ましければ一体化された単一の応力緩和パッドとして形成されることもでき、または、各ヴィアと応力緩和パッドとの間に等しく短い距離を設けることを目的としてさらなる要素に分割され得ることが理解されよう。
【００２０】
次いで、図８に示されているように、個々の焼成モジュール（例えばモジュール２１）を支持基板４０上に取り付けることができる。この好ましい実施形態において、支持基板４０は、取付面４２を有するプリント回路板などである。取付パッド４３を面４２に、良く知られたプロセスのいずれかを用いて組み付け、リフロー可能なはんだまたははんだペーストの層を、良く知られた技術のいずれか、例えば、プリンティングなどにより塗布する。図８において、便宜上、取付パッド４３は１つだけ示されているが、ヴィア３２のいずれも、または全て、ヴィア３０のいずれも、および／または、支持基板４０に連結することが必要な応力緩和パッドのいずれもが、概して、これらのヴィアおよび応力緩和パッドと位置合わせされた取付パッド４３を有することが理解されよう。
【００２１】
さらに図９を参照すると、取付パッド４３が、関連するヴィア３２の下面または隣接面の面積よりも大きい面積を有して形成されている様子が見られる。例として、ヴィア３２を、最大側部寸法が約１２５μｍの矩形の断面を有するように形成するならば、取付パッド４３の表面は、長さ：幅の比率が約２：１の、ほぼ矩形になり得る。はんだ（例えばはんだペーストなど）を取付パッド４３上に、望ましい量が得られるようにはんだプリンティングなどにより予め配置する。次いで、構造物を、良く知られた方法で加熱して、取付パッド４３上に配置されたはんだペーストまたははんだを溶融させ、すなわちリフローさせる。予め配置されたはんだはヴィア３２の外側を這い上がって、図８に示されているようにフィレット４５を形成する。予め配置されるはんだの量は、最終スタンドオフ高さｈｓ が、好ましくは７５μｍ〜１２５μｍの範囲にあるように選択される。この範囲であれば、モジュールと関連するはんだが、他のボード要素またはモジュールのためのはんだと同時にプリントされることが可能であり、また、ボード４０全体に１つのステップでプリントすることができる。
【００２２】
図８および９を再び参照すると、連結および／または取付パッド４６がモジュール２１の下側シート２５の下面に、各ヴィア３２の下面と接触して設けられている。パッド４６の表面の面積はヴィア３２の表面の面積よりも大きく（図８参照）、これにより応力が、より広い領域に拡散される。支持基板４０上の取付パッド４３の面はほぼ矩形に形成され、パッド４３の長さ：幅の比は約２：１であり、表面の面積はパッド４６の表面の面積の少なくとも２倍である（図９参照）。
【００２３】
図１０および１１を参照すると、応力を低減するための装置の別の実施形態が示されている。この実施形態において、図８および９に示された部品と類似の部品は類似の番号で示されており、異なる実施形態であることを示すために各番号にダッシュ記号が付されている。この実施形態において、連結および／または取付パッド４６’が下側シートの隣りの内側のシートの下面に設けられており、１以上の下側シート２５’が、パッド４６’と位置合わせされた切欠きを有する。便宜上、１つの取付パッド４３’のみが図１０および１１に示されているが、ヴィア３２’のいずれもまたは全て、ヴィア３０’のいずれも、および／または、支持基板４０’に連結されることが必要な応力緩和パッドのいずれもが、これらのヴィアおよびパッドと関連して位置合わせされた取付パッド４３’を有することが理解されよう。この実施形態において、パッド４６’はモジュール２１’の下面内に嵌入され、これにより、図１０にｈｓｏｌ で示したはんだの全高はより高くなり、したがって、接合部が受ける応力がさらに低減される。特定の用途、および、必要とされるヴィアの数に応じて、パッド４６’をモジュール２１’の１または複数のシート内に嵌入して高さｈｓｏｌ を高くすることができる。パッド４６’を嵌入することにより、望ましければ、モジュール２１’のスタンドオフ高さｈｓ を２５μｍ以下にまで低減できることも留意されたい。
【００２４】
さらなる問題は、銀が、リフロー（高温）プロセス中に、すずを基剤とするはんだと化合され、または合金化される傾向があることである。この化合または合金化により、はんだによる相互接続の完全性は脆弱化する。銀の化合または合金化の作用は、より大量の銀を用いることにより克服することができる。例えば、パッド４６’を、銀により、ヴィアの充填に関して記載した方法と同様の方法で形成することができる。特定の用途においては、モジュール２１’の下側の１枚または複数枚のシート２５’の切欠きに、銀を、ヴィアの充填に関して記載した方法と同様の方法で充填することができる。この切欠きは、厚みを４７から４７’に増すことを可能にし、これにより、さらなる銀が設けられて強度の相互接続が保証される。
【００２５】
このように、モジュール２１の側部２７に配置されたヴィア３２は、組立プロセスが改良されるように側部の一部のみにて上方に延在するように構成されている。ヴィア３２を側部２７の一部にのみ延在させることにより、内部回路を内部電気トレース２８およびヴィア３０を介して容易に接続することができる。組み立てられ、または積み重ねられた未焼成セラミックシートの集積回路を未焼成の状態で分割またはカットするので、分割プロセスは非常に簡単になる。また、ヴィア３２を側部２７の一部にのみ延在させることにより、シート３５がヴィア３２内の銀または導電性金属のためのベースを形成し、これにより、シートを、銀または導電性金属を追い出さずに容易に２分割することができる。
【００２６】
焼成または他の方法により完成した集積モジュールは支持基板に取り付けられる。このときスタンドオフ高さｈｓ ’は従来よりも大幅に低減されている（例えば、先行技術においてはボールが３７５μｍであったのに対し、ｈｓ ’は７５μｍ〜１２５μｍ）。縁に沿って配置されたヴィアに充填された導電性金属、および、支持基板上の取付パッドの寸法により、取付けおよび連結プロセスにおいて用いられるはんだがモジュールの側部を這い上がってフィレットを形成し、これにより連結／取付けが大幅に強化され、はんだ接合の信頼性および寿命が実質的に増大する。
【００２７】
本発明の特定の実施形態を例示し、記載してきたが、当業者は、さらなる変更および修正を考案することであろう。したがって、本発明が、示された特定の形態に限定されず、本発明の精神および範囲から逸脱しない全ての変更が特許請求の範囲に包含されるものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術のモジュールの簡単な側面図であり、取付け構造を示す。
【図２】先行技術のモジュールの簡単な底面図であり、熱膨張中立点からの熱膨張距離を示す。
【図３】本発明に従って形成された複数のモジュールを含む組立体の一部の拡大断面図である。
【図４】図３の組立体の１つの層の一部を大幅に拡大した詳細図である。
【図５】図３の組立体における隣接するモジュールからカットされた後の１つのモジュールの簡単な側面図である。
【図６】図５のモジュールの底面の簡略図である。
【図７】応力緩和アンカーパッドを含むモジュールの、図６と同様の底面図である。
【図８】本発明に従うモジュールへのはんだ接合の１つの、図７の線８−８に沿った断面の拡大図である。
【図９】図８に示したモジュールの一部の上面図である。
【図１０】本発明に従うモジュールへのはんだ接合の別の１つの拡大断面図である。
【図１１】図１０に示したモジュールの一部の上面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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