エレクトロニクスアセンブリを製造する方法

【課題】アンダーフィル又は接着剤によって隣接する回路素子を汚染することなく、隣接する回路素子を物理的にできる限り近づけて配置できるようにするエレクトロニクスアセンブリを製造するための方法を提供する。
【解決手段】基板12上に液体障壁30を形成することと、液体障壁の一方の側に第1の回路素子22を配置することと、液体障壁の反対側に第2の回路素子24を配置する。液体44が第1の回路素子に塗布される。第1の回路素子と第2の回路素子との間の間隔を最小にすることができるように、液体障壁を用いて、第1の回路素子に塗布された液体が第2の回路素子を汚染するのを防ぐ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は包括的にはエレクトロニクスアセンブリ(組立体)を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
エレクトロニクスアセンブリは1つ又は複数のチップと、各チップが取り付けられるパッケージキャリア(基板、回路基板又はリードフレーム等)とを含むことができる。エレクトロニクスアセンブリは、今日構成されている概ね全ての電子デバイスにおいて見られる。各チップはウェハー及び相互接続(interconnect)構造を用いて製造される1つ又は複数の集積回路を含み、相互接続構造はデバイスと外部環境との接続を容易にする。相互接続構造は、ボンドパッドとして知られる導電性接点のアレイと、介在する金属層(metals levels)とを含み、金属層はデバイスをボンドパッドと結合する。ウェハーから切り取られたダイがパッケージキャリア上に搭載され、エレクトロニクスアセンブリが形成される。
【0003】
各ダイは複数のボンドパッドを含み、それらのボンドパッドはパッケージキャリア上のボンドパッドと接続され、外部との電気的接続を与える。フリップチップ実装(flip chip mounting)によって形成されるエレクトロニクスアセンブリでは、ダイ上のボンドパッドは半田ボール又は半田バンプによって、パッケージキャリアなどの基板上のボンドパッドの対応するアレイ(配列)に電気的に、かつ物理的に接続される。通常、半田バンプはダイ及び/又は基板上のボンドパッドと位置合わせされ、リフロープロセスを適用して、半田接合部の形で物理的及び電気的接続が作製される。フリップチップ実装のプロセスの結果として、ダイと基板との間に、半田接合部の存在を反映する隙間が生成される。
【0004】
多くの場合に、ダイと基板との間にあり、半田バンプを包囲する隙間にアンダーフィルが導入される。アンダーフィルは電気的絶縁性材料であり、ダイと基板との間の機械的結合を強化し、かつ半田接合部を保護する。アンダーフィルは通常、1つ又は複数のダイエッジに隣接して適用され、毛管作用によってダイの下に導かれる。しかしながら、適用されるアンダーフィルは、ダイに隣接する適用された場所から離れるように移動する傾向にあり、隣接するダイを汚染するおそれがある。アンダーフィルの移動が生じる結果として、エレクトロニクスアセンブリが早期に故障するおそれがある。アンダーフィルの移動によって隣接するダイを汚染する確率は、隣接するダイ間の間隔を小さくするほど高くなる。それゆえ、アンダーフィルの移動はエレクトロニクスアセンブリ内の隣接するダイ間の最小間隔を設定する際の制限要因となる場合がある。
【0005】
ワイヤボンドアセンブリとして知られる他のタイプのエレクトロニクスアセンブリでは、ダイは基板上のダイアタッチパッドに接着によって結合される。その後、ワイヤボンディングプロセスを用いて、ダイの上面上のボンドパッドと、ダイアタッチパッドの周囲に分散配置されたボンドパッドとの間にワイヤを結合する。ボンドパッドは、ダイアタッチパッドの外周の周囲に配列されている。ダイアタッチ接着剤がダイアタッチパッド上に適用される。ボンドパッドは、サイズが小さいために、ダイアタッチパッド上にダイを物理的に置く結果としてダイアタッチパッドから移動する接着剤によって生じる汚染に極めて影響を受けやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
それゆえ、アンダーフィル又は接着剤によって隣接する回路素子を汚染することなく、隣接する回路素子を物理的にできる限り近づけて配置できるようにするエレクトロニクスアセンブリを製造するための方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の1つの実施の形態では、基板及び複数の回路素子を有するエレクトロニクスアセンブリを製造する方法が提供される。本方法は、基板上に液体障壁を形成することと、液体障壁の一方の側に第1の回路素子を配置することと、液体障壁の反対側に第2の回路素子を配置することとを含む。液体が、第1の回路素子に塗布される。本方法は、第1の回路素子と第2の回路素子との間の間隔を最小にすることができるように、液体障壁を用いて、第1の回路素子に塗布された液体が第2の回路素子を汚染するのを防ぐことを更に含む。
【0008】
本明細書に援用されるとともに本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示している。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】明確に説明するためにダイを省いて示す、本発明の一実施形態によって処理されるエレクトロニクスアセンブリの一部の平面図である。
【図2】ダイがボンドパッドに取り付けられ、アンダーフィル材料がダイの下に導入された後の、図1の線2−2に概ね沿って見た断面図である。
【図3】本発明の原理に従って基板をプラズマ処理するためのプラズマ処理システムの概略図である。
【図4】本発明の代替の実施形態による、図1と同様の平面図である。
【図5】本発明の代替の実施形態による、図2と同様の断面図である。
【図6】本発明の代替の実施形態による、図4と同様の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
詳細な説明
図1及び図2を参照すると、エレクトロニクスアセンブリ12は、ボンドパッド21の2つのグループ14、16を有する基板10(例えば、回路基板又はリードフレーム)を含む。各ボンドパッド21は、エレクトロニクスアセンブリの回路素子を構成する。代表的な実施形態では、各グループ14、16内のボンドパッド21は、行及び列のアレイ内に配列される。グループ14のボンドパッド21は、取付部位の外側境界15の内側に配置され、同様に、グループ16のボンドパッド21は、別の取付部位の外側境界17の内側に配置される。ボンドパッド21の異なるグループ14、16から構成される2つの取付部位のみが示されるが、基板10は、特定のエレクトロニクスアセンブリ12を形成するために取り付けられるべき電子構成要素に関する要求に応じて、任意の数の取付部位を含むことができる。代表的な実施形態では、エレクトロニクスアセンブリ12は、例えば、フリップチップ、チップスケールパッケージ(CSP)、ボールグリッドアレイ(BGA)又はパッケージ・オン・パッケージアセンブリ(PoP)とすることができる。
【0011】
ボンドパッド21の各グループ14、16は、ダイを取り付けるように指定された基板10上の名目上の(nominal)領域を表す。外側境界15、17の寸法は変更することができ、エレクトロニクスアセンブリ12の所望のサイズに少なくとも部分的に依存する。一般的に、ボンドパッド21を包囲する外側境界15、17は、長さ及び幅のいずれにおいても25mm未満である。各ボンドパッド21、又は少なくともボンドパッド21の最上層は、電気的な接続を形成するために、銅などの材料の層から構成される。
【0012】
半田マスク材料、又はダイアタッチプロセスにおいて用いられる別のタイプの有機系材料から構成される層30が、外側境界15、17の外側の領域において基板10の表面に塗布される。半田マスク層30は、有機ポリマーマトリックス内の二酸化シリコン(SiO)粒子から構成することができ、ボンドパッド21が半田マスク材料によって覆われないように、基板10の表面に塗布され、又は塗布されて改質される。半田マスク層30は、基板10の製造中に基板10に塗布することができる。
【0013】
塗布後に、半田マスク層30は、アンダーフィル材料のような液体又は流体材料の塗布に対する半田マスク材料30の反応を変更するために改質される。代表的な実施形態では、基板10は、半田マスク層30を表面処理するために、図3に示されるシステムのようなプラズマ処理システム40内に置かれる。
【0014】
図3は、半田マスク層30の表面エネルギーを変更する表面改質プロセスに適したプラズマ処理システム40を示す。プラズマ処理システム40は、処理空間48を密封する壁によって構成される処理チャンバ46を含む。後に更に詳細に説明される表面改質プロセスなどのプラズマプロセス中に、処理チャンバ46は、包囲する周囲環境から流体密封され、適切な部分真空まで排気され、意図したプラズマ処理にとって相応しい少なくとも1つのプロセスガスが供給される。真空ポンプ50を用いて、バルブ付き真空孔52を通して処理チャンバの処理空間を排気する。真空ポンプ50は、真空技術分野の当業者によって認識されるような、制御可能な排気速度を有する1つ又は複数の真空ポンプ装置を備えることができる。
【0015】
1つ又は複数のプロセスガスが、調整された流量において、プロセスガス供給源54からガス注入口56を通して処理空間に入れられる。プロセスガス供給源54から処理空間48までのプロセスガスの流れは、通常マスフローコントローラによって計量される。プロセスガス供給源54からのガス流量及び真空ポンプ50のポンプ流量を必要に応じて調整して、プラズマ58の発生及び意図した処理プロセスに適したプラズマ処理圧を生成する。このようにして、プラズマ58が存在するときに、新しいプロセスガスを処理空間48に絶えず供給し、任意の使用済みプロセスガス、及び/又は基板支持体60上の処理済み基板10から除去された揮発化学種を除去する。
【0016】
チャンバ46の内部にある電極64に電源62が電気的に接続され、電力を供給する。電源62から電極64に供給される電力は、処理空間48内に閉じ込められたプロセスガスからプラズマ58を形成するのに有効である。電源62は、基板支持体60に関連付けられる電極(本明細書において「バイアス電極」と呼ばれる)にも電力を供給することができる。電源62からバイアス電極に供給される電力は、プラズマ58に関連する基板10に電気的にバイアスをかけ、かつ基板10のプラズマ処理を促進するのに有効である。電源62は、直流(DC)バイアスを制御する1つ又は複数の電源、及び/又は約40kHzと約13.56MHzの間の周波数及び約50ワットと約10000ワットの間の範囲の電力レベルにおいて動作する高周波数(RF)電源とすることができる。他の適切な周波数及び電力範囲を用いることもできる。当業者は、処理チャンバ設計が異なれば、異なるバイアス電力が使用可能であるか、又は必要となる場合があることを理解するであろう。プラズマプロセスの制御を容易にするために、プラズマ処理システム40の種々の構成要素にコントローラが接続される。プラズマ処理システム40は、図3には示されないが、処理空間48と真空ポンプ50との間に配置される、ゲートバルブなどの、システム40の動作にとって必要な場合がある構成要素を含むように更に理解される。
【0017】
ここで表面改質プロセスに戻ると、例えば、エッチ洗浄が望まれる場合には、アルゴン(Ar)などのプロセスガスが水素(H)のような別のガスとともに処理空間48内に導入されるが、別のガスは導入されなくてもよい。電源62から電極64に、約0.02W/cm〜約0.65W/cmの範囲のRF電力が供給され、その電力は、処理空間48内のプロセスガスに電圧を加え、プラズマ58にする。プロセスガスはテトラフルオロメタン(CF)に切り替えられるか、代替的には、CFは、Ar、H又は他のプロセスガスの注入と同時にプロセス空間内に注入され、励起されることもできる。CHF、C、NF、SFのようなフッ素を含む他のプロセスガスを、プロセスガス内のフッ素化剤として用いることができる。
【0018】
チャンバ48内にプラズマ58が形成されると、電源62はバイアス電極にDC電力を供給して、プラズマ58から現在バイアスをかけられている基板10に向かってイオンを引き寄せる。それに応じて、半田マスク層30の表面がCFプラズマで処理され、そのプラズマは半田マスク層30を構成する材料の有機ポリマーをフッ素処理し、それにより、半田マスク層30の特性を変更する。
【0019】
プラズマ改質は、半田マスク層30を構成する有機材料の表面エネルギーを下げる。具体的には、フッ素処理は、半田マスク層30の疎水性を高め、それにより、半田マスク層30によって覆われる基板10上の表面領域の全体よりも、液体湿潤(liquid wetting)に対する半田マスク層30の抵抗力を高める。疎水性は、水に対する半田マスク層30の親和性によって測定することができ、湿潤性とも呼ばれる場合がある。半田マスク層30の疎水性表面の疎水度は、半田マスク層30の表面上で水滴によって形成される接触角によって測定することができる。一実施形態では、接触角が90度以上である場合に、プラズマ改質半田マスク層30は疎水性のものであるとみなされる。
【0020】
図1及び図2を再び参照すると、ダイ22、24の代表的な形の回路素子が、半田接合部によって、ボンドパッド21に電気的、かつ機械的に取り付けられる。各ダイ22、24は、CMOS電界効果トランジスタなどの能動デバイスを有する1つ又は複数の集積回路を含む。エレクトロニクスアセンブリ12のオプションの部品として、基板10上の取付部位に回路素子19も設けられる。回路素子19は、抵抗器、キャパシタ又はインダクタのような受動デバイスとすることができる。
【0021】
バンプ18、20が、ダイ22、24上のボンドパッド26、28に、若しくは基板10上のボンドパッド21に、又はその両方に塗布される。ダイアタッチプロセスを実行して、ダイ22、24のボンドパッド26、28と、基板10上のボンドパッド21のグループ14、16との間に延在する電気的及び機械的接続を画定する接合部を形成する。例示されるフリップチップ取付方法では、半田から構成されるバンプ18、20を搬送するモールドトレーが、ボンドパッド21のグループ14、16及びダイ22、24上のボンドパッド28と位置合わせされる。十分な圧力及び/又は温度がかけられるとき、バンプ18、20内の半田がリフローし、ダイ22、24をボンドパッド21のグループ14、16に物理的、かつ電気的に結合する接合部を形成することができる。代替的には、バンプ18、20は、銅などの、半田以外の材料から構成することができ、取付プロセスは、リフローではなく、サーモソニック(thermosonic)とすることができる。
【0022】
ダイ22、24がボンドパッド21のグループ14、16にそれぞれ取り付けられた後に、アンダーフィル適用工程が実行される。アンダーフィル適用工程では、ダイ22、24の下方にあり、かつ半田バンプ18、20を包囲する空き空間にアンダーフィル材料44、45が導入される。アンダーフィル材料44、45は、二酸化シリコン粒子で満たすことができる、硬化性の非導電性エポキシなどの液体であり、基板10に塗布されるときには流体であり、毛管作用によってその空き空間に流動する。
【0023】
アンダーフィル材料44、45は、噴射装置によって、接触ゾーン42、43上に、液体の点状物からなる1つ又は複数の堆積ラインとして適用される。それらの点状物は、各ダイ22、24の外側エッジ32、34のうちの1つ又は複数に最も近い半田マスク層30上に堆積する。しかしながら、アンダーフィル材料44、45は、複数の異なるタイプのディスペンサーを用いて、複数の異なる方法で基板10に塗布することができる。通常、アンダーフィル材料44、45の適用される量は、各ダイ22、24下の空き空間の容積に、アンダーフィル工程が完了した後にダイエッジ32、34に沿って形成されるフィレットの体積を加えた量に概ね等しい。
【0024】
接触ゾーン42、43は基板上に形成される液体障壁として機能し、それにより、アンダーフィル材料44、45が基板10上に最初に適用されるときに、アンダーフィル材料44、45が半田マスク層30と接触する広さを画定する。プラズマ処理は、アンダーフィル材料44、45による湿潤(wetting)に対する半田マスク層30の抵抗力を高め、アンダーフィル材料44、45がダイ22、24から離れるように流れるのを防ぐ又は著しく低減する。詳細には、アンダーフィル材料44、45は、接触ゾーン42、43を越えて移動し、隣接するダイ22と24との間の空間を横切って汚染を引き起こすことはない。接触ゾーン42、43は或る数値の幅wを有し、その数値は、半田マスク層30の疎水性を高めるプラズマ改質、最初に半田マスク層30上に適用されるときのアンダーフィル材料44、45の体積、及び適用された状態におけるアンダーフィル材料44、45の特性(例えば、粘度)を反映する。
【0025】
接触ゾーン42は、半田マスク層30の表面上の領域として画定され、外側境界15に関連して測定され、プラズマ改質半田マスク層30が適用されたアンダーフィル材料44によって湿潤する最小幅wを表す。接触ゾーン42は、ボンドパッド21のグループ14の外側境界15を包囲する。代替の実施形態では、接触ゾーン42は、ダイ22がボンドパッド21のグループ14に取り付けられた後のダイ22の最も近いエッジ32などの、異なる基準に関連して測定されることもできる。外側境界15及びダイ22のエッジ32は、垂直方向において位置合わせされることができ、又は垂直方向に位置合わせされない場合には、接触ゾーン42は、外側境界15又はエッジ32のいずれか一方を基準にして測定されることができる。半田マスク層30の疎水性が高められているので、ダイ22のエッジ32に隣接して塗布されるアンダーフィル材料44は、ダイ24に移動するために接触ゾーン42の外側に動くことはなく、それゆえ、ダイ24の汚染を引き起こさない。接触ゾーン42は、アンダーフィル材料44が流動してダイ24に達しない、隣接するダイ22と24との間の最小離隔間隔を表すことができる。
【0026】
接触ゾーン43は、半田マスク層30の表面上の領域として画定され、外側境界17に関連して測定され、プラズマ改質半田マスク層30が適用されたアンダーフィル材料45によって湿潤する最小幅wを表す。接触ゾーン43は、ボンドパッド21のグループ16の外側境界17を包囲する。代替の実施形態では、接触ゾーン43は、ダイ24がボンドパッド21のグループ16に取り付けられた後のダイ24の最も近いエッジ34などの、異なる基準に関連して測定されることもできる。外側境界17及びダイ24のエッジ34は、垂直方向において位置合わせされることができ、又は垂直方向に位置合わせされない場合には、接触ゾーン43は、外側境界17又はエッジ34のいずれか一方を基準にして測定されることができる。半田マスク層30の疎水性が高められているので、ダイ24のエッジ34に隣接して塗布されるアンダーフィル材料45は、ダイ22に移動するために接触ゾーン43の外側に動くことはなく、それゆえ、ダイ22の汚染を引き起こさない。接触ゾーン43は、アンダーフィル材料45が流動してダイ22に達しない、隣接するダイ22と24との間の最小離隔間隔を表すことができる。
【0027】
ボンドパッド21の異なるグループ14、16のための外側境界15と17との間の最小間隔dは、半田マスク層30の疎水性を高めることによって短くすることができる。一実施形態では、最小間隔dは、接触ゾーン42、43のそれぞれの幅wの和に概ね等しくすることができる。最小間隔d、及び接触ゾーン42、43は、外側境界15、17に隣接して適用されるアンダーフィル材料のための着地(landing)ゾーンとして必要とされる空間に関する下限を有する。詳細には、アンダーフィル材料44、45が適用された場所から離れるように移動する傾向ではなく、適用されるアンダーフィル材料の寸法(例えば、点状物サイズ又は線幅)が、接触ゾーン42、43のそれぞれの幅w、及び外側境界15と17との間の最小間隔dに関する決定要因を与えることができる。外側境界17と電子構成要素19とを離隔する最小間隔dも同様に、接触ゾーン43の幅wに概ね等しくなるように短くすることができる。半田マスク層30の疎水性を高めることによって、アンダーフィル材料44、45の移動が最小間隔d、dに関する制限要因から除外されるか、少なくとも制限要因としての影響が小さくなる。
【0028】
接触ゾーン42、43の寸法は、エレクトロニクスアセンブリ12のためのボンドパッド21のグループ14、16のレイアウトを設計する際に考慮に入れることができる。最小間隔d、dは450μm以下とすることができ、その値は900μm以上の従来の最小間隔よりも著しく小さい。最小間隔を小さくすることによって、ボンドパッド21の異なるグループ14、16のための外側境界15、17を互いに更に近接して配置できるようになり、それにより、基板10の表面上の空間が節約される。
【0029】
アンダーフィル材料44、45がダイ22、24の下に移動した後に、アンダーフィル材料44、45は硬化され、時限の加熱(timed heating)手順によって固化される。アンダーフィル材料44、45は、ライン内の流体ディスペンサーの後方に配置される或るタイプの対流オーブン、放射オーブン(radiant oven)又はマイクロ波硬化オーブンにおいて硬化させることができる。硬化し、固化したとき、アンダーフィルは強く結合された凝集した塊(cohesive mass)を形成する。硬化したアンダーフィル44、45は、種々の不都合な環境的要因から半田接合部を保護し、衝撃に起因する機械的応力を再分配し、熱サイクル中の歪みによって半田接合部が移動するのを防ぐ。
【0030】
代替の実施形態では、フラクシング(ノンフロー)アンダーフィルプロセス(fluxing underfill process)を用いて、アンダーフィル材料44、45を与えることができる。組立プロセス中に、ダイが配置される前に取付部位にノンフローアンダーフィルが塗布される。リフロー中に、アンダーフィルはフラックスとしての役割を果たし、金属相互接続が形成できるようにし、リフローオーブン内でアンダーフィル硬化を完了する。
【0031】
同様の番号が図1〜図3内の同様の機構を指している、本発明の代替の実施形態による図4を参照すると、エレクトロニクスアセンブリを形成するために用いられる基板80が、外側境界84を有する取付部位を表すダイアタッチパッド82を含む。複数のボンドパッド86が、ダイアタッチパッド82の外周又は境界84の周囲の種々の位置に分散配置される。少なくともダイアタッチパッド82を包囲する領域が半田マスク層30によって覆われる。各ボンドパッド86は、エレクトロニクスアセンブリの回路素子を備える。
【0032】
ダイアタッチパッド82は、アセンブリ12(図1、図2)に類似のアセンブリを形成するために、ダイを取り付けるように指定された基板80上の名目上の領域を表す。取付プロセスは、ダイアタッチパッド82の表面エリアにわたって、液体のダイアタッチ接着剤を適用することと、ピック・アンド・プレース機を用いて、ダイアタッチパッド82上の接着剤と接触するようにしてダイを配置することとを含む。ダイアタッチ接着剤は、ダイとダイアタッチパッド82との間の熱的、及び機械的両方のインターフェースを提供する。ダイアタッチパッド82をダイアタッチ接着剤と接触するようにして配置し、基板80の上面に向かって押すとき、ダイアタッチ接着剤は外側境界84に向かって外側に押し退けられ、通常は、外側境界84を超えて外に押し出される。押し出された接着剤の一部が、ダイエッジに隣接し、ダイエッジの上方に延在するフィレットを形成することができる。
【0033】
ボンドパッド86は比較的小さく、それゆえ、ダイアタッチ接着剤による汚染に極めて影響を受けやすい。ダイアタッチ接着剤がボンドパッド86に移動するのを防ぐために、半田マスク層30が上記のようにプラズマ処理される。プラズマ処理された半田マスク層30では疎水性が高められるので、ボンドパッド86とダイアタッチパッド82の外側境界84との間の最小間隔dを著しく短くすることができる。最小間隔dを短くすることによって、ボンドパッド86を、従来のエレクトロニクスアセンブリ内よりも、ダイアタッチパッド82に近接して配置できるようになり、基板10の表面上の空間が節約される。
【0034】
その後、ワイヤボンディングプロセスを用いて、ダイの上面上のボンドパッドと、ダイアタッチパッド82の周囲に分散配置されるボンドパッド86との間にワイヤを接続することができる。半田マスク層30の疎水性を高めることによって、ダイアタッチ接着剤の移動によるボンドパッド86の汚染を防ぐ。
【0035】
同様の番号が図1〜図4内の同様の機構を指している、本発明の代替の実施形態による図5を参照すると、半田マスク層30が存在しない基板上10上にダム66が形成される。ダム66は、ダイ22、24の最も近い隣接物の側方エッジ32、34に沿って、ボンドパッド21のグループ14の外側境界15とボンドパッド21のグループ16の外側境界17との間に配置される。ダム66は、ダイ22、24のエッジ32と34との間の場所に線状体として形成される。代替の実施形態では、ダム66は、ダイ22、24のいずれか一方を包囲することができる。別の実施形態では、ダム66のような複数のダムが存在することができる。別の実施形態では、ダム66に類似のダムを、ダイ24の側方エッジ34と回路素子19(図1)との間に配置することができる。
【0036】
ダム66は、基板10上に形成された液体障壁として機能する。そのため、ダム66は、適用されたアンダーフィル材料44がダイ24に移動するのを防ぐか、又は適用されたアンダーフィル材料45がダイ22に移動するのを防ぐのに十分な高さを有するように構成することができる。ダム66は、アンダーフィル材料44、45による湿潤に耐える疎水性材料から構成される。具体的な実施形態では、ダム66は、テトラメチルジシロキサン(「TMDSO」)などの疎水性のプラズマ重合材料から構成される。
【0037】
本発明の一実施形態によれば、ダム66は、基板10の上方に、又は基板10に接触するようにして、アルミニウムマスクなどのマスクを配置することによって形成される。その後、マスクされた基板10は、図3を参照して上記で説明された処理チャンバ46などの処理チャンバ内に配置される。コントローラは、所望の処理圧を維持するために、真空ポンプ50の動作及びガス導入を調整する。電源62から電極64に、約0.02W/cm〜約0.65W/cmの範囲のRF電力が供給され、その電力は、処理空間48内のプロセスガスに電圧を加え、プラズマ58にする。一実施形態では、プロセスガスは、Arと、シロキサンなどのモノマーガスとの混合物、又は一実施形態ではTMDSOとの混合物とすることができる。TMDSOは、処理空間48に流体結合される別の気化チャンバ(具体的には示されないが、ガス供給源54に含まれる)内に液体のTMDSOを供給することによって導入することができる。TMDSOの蒸気圧は20℃において15.0Pa(112.5mTorr)であるので、適切なプロセス圧がチャンバ46内で確立されると、TMDSOは容易に気化し、約1.69mPa・m/s(約1sccm)〜約1.69Pa・m/s(約1000sccm)の範囲の流量で処理空間48に入ることになる。代替の実施形態では、当業者によく知られているように、処理空間48にモノマー蒸気を移送するためにキャリアガスを用いることができ、それは本発明の実施形態でも成り立つと考えられる。チャンバ46内のプロセス圧は、TMDSOが導入されるときに、約2.7Pa(約20mTorr)〜約26.7Pa(約200mTorr)の範囲内に維持されることができる。
【0038】
プラズマ58内のTMDSOは、基板10のマスクされない表面上にポリマー層を選択的に形成する。ダム66の堆積が完了すると、プロセスガスの導入が停止され、プラズマ処理が終了し、基板10はプラズマ処理システム40から取り出される。その後、上記のように、引き続きフリップチッププロセスを行なうことができる。
【0039】
ダム66は、ダイ22に隣接する適用された場所からダイ24にアンダーフィル材料44が移動するのを防ぐ。同様に、ダム66は、ダイ24に隣接する適用された場所からダイ22にアンダーフィル材料45が移動するのを防ぐ。ダム66が存在することから、外側境界15と17との間の最小間隔dを著しく短くすることができる。最小間隔dを短くすることによって、従来のエレクトロニクスアセンブリ内よりも、ダイ22、24を互いに近接して積むことができるようになり、それにより、基板10の表面上の空間が節約される。一実施形態では、ダム66の高さは約200nmとすることができ、ダムの幅は約100nmとすることができる。
【0040】
同様の番号が図1〜図5内の同様の機構を指している、本発明の代替の実施形態による図6を参照すると、ダイアタッチパッド82とボンドパッド86との間にダム68が配置される。ダム68はダイアタッチパッド82を包囲する。ダム68はダム66(図5)と同じようにして形成され、ダム66と類似の、又は同一の構成を有する。ダム68は、ダイアタッチ接着剤がダイアタッチパッド82からボンドパッド86に移動するのを防ぐ。ダム68が存在することから、ダイアタッチパッド82とボンドパッド86との間の最小距離dを著しく短くすることができる。
【0041】
本明細書において用いられる専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明の制限することは意図していない。本明細書において用いられるときに、単数形「1つの」及び「その」は、文脈において他に明確に指示されない限り、複数形も含むことを意図している。本明細書において用いられるときに、用語「備えている」及び/又は「備える」は、提示された機構、整数、ステップ、動作、素子及び/又は構成要素の存在を規定するが、1つ又は複数の他の機構、整数、ステップ、動作、素子、構成要素及び/若しくはそれらのグループの存在又は追加を除外しないことは更に理解されよう。さらに、詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかにおいて、用語「含む」、「有している」、「有する」、「伴う」、「から構成される」、又はそれらの異形が用いられる限り、そのような用語は、用語「備える」と同じように包括的なものであることを意図している。
【0042】
或る要素が別の要素に、又は別の要素と「接続される」又は「結合される」と記述されるとき、その要素は他の要素に直接接続されるか、若しくは結合されることができるか、又は代わりに、1つ又は複数の介在する要素が存在することができることは理解されよう。対照的に、或る要素が別の要素に、「直接接続される」又は「直接結合される」と記述されるとき、介在する要素は存在しない。或る要素が別の要素に、「間接的に接続される」又は「間接的に結合される」と記述されるとき、少なくとも1つの介在する要素が存在する。
【0043】
本発明が種々の実施形態の説明によって例示され、これらの実施形態がかなり詳細に説明されてきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に限定するか、多少なりとも制限することは本出願人の意図するところではない。付加的な利点及び変更が当業者には容易に思い浮かぶであろう。したがって、より広範な態様における本発明は、図示及び記述される具体的な詳細、代表的な装置及び方法、並びに例示のための例には限定されない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板及び複数の回路素子を有するエレクトロニクスアセンブリを製造する方法であって、
前記基板上に液体障壁を形成することと、
前記液体障壁の一方の側に第1の回路素子を配置することと、
前記液体障壁の反対側に第2の回路素子を配置することと、
前記第1の回路素子に液体を塗布することと、
前記第1の回路素子と前記第2の回路素子との間の間隔を最小にすることができるように、前記液体障壁を用いて、前記第1の回路素子に塗布された前記液体が前記第2の回路素子を汚染するのを防ぐことと、を含む、基板及び複数の回路素子を有するエレクトロニクスアセンブリを製造する方法。
【請求項2】
前記基板上に前記液体障壁を形成することは、
前記基板に半田マスク材料の層を塗布することと、
前記層をプラズマに曝露し、前記半田マスク材料の疎水性を高めることと、を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記層を前記プラズマに曝露することは、
フッ素を含むソースガスから前記プラズマを形成することと、
前記プラズマに曝露することによって前記半田マスク材料をフッ素処理することと、を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記液体はアンダーフィル材料であり、前記第1の回路素子はダイであり、前記第1の回路素子に前記液体を塗布することは、
前記ダイのエッジに隣接する接触ゾーンにわたって、前記層上に前記アンダーフィル材料を適用することを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記第2の回路素子はダイであり、前記液体障壁を用いて、前記第1の回路素子に塗布された前記液体が前記第2の回路素子を汚染するのを防ぐことは、
前記アンダーフィル材料が前記第1のダイから離れるように移動して前記第2のダイを汚染するのを防ぐことを含む、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記液体は接着剤であり、前記第1の回路素子はダイであり、前記第1の回路素子に前記液体を塗布することは、
前記基板上のダイアタッチパッド上に前記接着剤を適用することを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項7】
前記第2の回路素子はボンドパッドであり、前記液体障壁を用いて、前記第1の回路素子に塗布された前記液体が前記第2の回路素子を汚染するのを防ぐことは、
前記ダイを前記ダイアタッチパッド上の前記接着剤と接触させることと、
前記接着剤が前記ダイアタッチパッドから離れるように移動して前記ボンドパッドを汚染するのを防ぐことと、を含む、請求項5に記載の方法。
【請求項8】
前記液体は接着剤であり、前記第1の回路素子はダイであり、前記第1の回路素子に前記液体を塗布することは、
前記基板上のダイアタッチパッド上に前記接着剤を適用することと、
前記ダイを前記ダイアタッチパッド上の前記接着剤と接触させることと、を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記液体はアンダーフィル材料であり、前記第1の回路素子はダイであり、前記第1の回路素子に前記液体を塗布することは、
前記ダイのエッジに隣接して前記アンダーフィル材料を適用することを更に含む、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記第1の回路素子はダイであり、前記第2の回路素子は第2のダイである、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記第1の回路素子は第1のダイであり、前記第2の回路素子は前記基板上のボンドパッドである、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記基板上に前記液体障壁を形成することは、
前記第1の回路素子を前記基板に取り付けるために用いられる前記基板上の表面エリアの外側境界の最も近くに、ダムを形成することを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記ダムを形成することは、
前記基板上の領域をマスクすることと、
前記基板のマスクされない領域上にポリマーを堆積し、前記ダムを形成することと、を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記基板の前記マスクされない領域上に前記ポリマー材料を堆積することは、
ポリマー形成プロセスガスを含むソースガスからプラズマを形成することと、
前記マスクされない領域を前記プラズマに曝露し、前記プラズマから前記ポリマーを堆積することと、を更に含む、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記ダムは前記基板上の前記表面エリアの前記外側境界を包囲する、請求項11に記載の方法。

【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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【公開番号】特開2013−98566(P2013−98566A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−239690(P2012−239690)
【出願日】平成24年10月31日(2012.10.31)
【出願人】(391019120)ノードソン コーポレーション (150)
【氏名又は名称原語表記】NORDSON CORPORATION
【Fターム(参考)】