特許 6789968 熱抵抗が向上した電子チップデバイス、および関連する製造プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6789968

(24)【登録日】2020年11月6日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】熱抵抗が向上した電子チップデバイス、および関連する製造プロセス

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/29 20060101AFI20201116BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/36 A

   H01L23/12 301J

【請求項の数】9

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-549680(P2017-549680)

(86)(22)【出願日】2016年3月22日

(65)【公表番号】特表2018-509771(P2018-509771A)

(43)【公表日】2018年4月5日

(86)【国際出願番号】EP2016056204

(87)【国際公開番号】WO2016150934

(87)【国際公開日】20160929

【審査請求日】2019年3月12日

(31)【優先権主張番号】1552457

(32)【優先日】2015年3月24日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】513280061

【氏名又は名称】スリーディー プラス

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バル，クリスチャン

【審査官】 河合 俊英

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２６７２２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２００３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２５１４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２２２３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／２９

Ｈ０１Ｌ ２３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱抵抗が向上した少なくとも１つの電子チップデバイスからなる積層体であって、電気相互接続リンクを有する少なくとも１つの電気接続パッドと、前記チップの面の上に配置された少なくとも１つの熱パッドと、少なくとも１つの熱交換素子と、熱パッドと熱交換素子との間の、電気的に接続されていない少なくとも１つの熱リンクと、を備える積層体において、熱交換素子の一部分であって、電子チップの、電気相互接続リンクを有する電気接続パッドに面して位置している前記一部分が、前記電気相互接続リンクとの接触を防ぐアパーチャを備える積層体。

【請求項2】

前記熱交換素子が、対応するチップの隅に面して配置されたタブを備える請求項１に記載の積層体。

【請求項3】

前記電子チップデバイスが、前記熱交換素子の一部分であって、アパーチャを備える熱パッドに面して配置されている前記一部分を備える請求項１に記載の積層体。

【請求項4】

前記電子チップデバイスの前記熱リンクが、少なくとも１つの熱伝導性ワイヤを備える請求項１に記載の積層体。

【請求項5】

少なくとも１つの熱パッドを備えるチップの前記面が、前記チップの能動面である請求項１に記載の積層体。

【請求項6】

熱交換素子の一部分であって、電子チップの、電気相互接続リンクを有する電気接続パッドに面して位置している前記一部分が、前記電気相互接続リンクと接触しないように高くなっている請求項５に記載の積層体。

【請求項7】

少なくとも１つの熱パッドを備えるチップの前面が、前記チップの受動面である請求項１に記載の積層体。

【請求項8】

前記電子チップデバイスが、基板であって、能動面の、電気相互接続リンクを有する電気接続パッドに面して位置する一部分に、前記電気相互接続リンクと接触しないようにアパーチャが設けられた基板を備える請求項７に記載の積層体。

【請求項9】

電子チップデバイス、または電子チップデバイスからなる積層体を製造する方法であって、電気接続パッドのための少なくとも１つのアパーチャと、熱パッドのための少なくとも１つのアパーチャと、を備えるマスクを用いた、１つのチップまたは複数のチップの能動面でのマスク転写ステップを含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子チップデバイス、および関連する製造方法に関する。電子チップデバイスは、電子チップそれ自体および追加的な要素を意味すると理解される。

【背景技術】

【0002】

熱伝導率が非常に高いラジエータまたは熱交換器を使用して、電子チップまたは電子チップからなる積層体によって放出された熱を排出することが知られている。

【0003】

このような銅製の熱交換器は、およそ３５０Ｗ／ｍ／℃程度の熱伝導率を有し、ダイヤモンド（または「ライクカーボン」）製は、およそ１５００〜１８００Ｗ／ｍ／℃程度の熱伝導率を、またカーボンナノチューブ製は、およそ１５００〜１８００Ｗ／ｍ／℃程度の熱伝導率を有する。

【0004】

このようなラジエータまたは熱交換器では、それぞれの熱伝導率に比例した熱を伝達することを可能にできない。なぜなら、これらのラジエータがボンディングされていても、ソルダリングされていても、最も重要なパラメータがチップ／ラジエータ界面の熱抵抗であることに変わりがないからである。

【0005】

図１に図示されるように、電子チップ１から熱交換素子２までの、電子チップデバイスの熱連鎖の各構成要素の熱抵抗率（熱伝導率の逆）は、以下のものをすべて合計したものである。
− ラジエータをリンクする材料とチップの後面４（能動面５の反対側の面）との間の界面３の抵抗率Ｒ１。この界面は概して、ネイティブシリカ６の断熱効果を避けるようにチップ１の後面上の金属堆積によって形成されており、このネイティブシリカ６は多かれ少なかれこのシリコン面上を覆い、かつ抵抗率が高い。これらの材料は、タングステンＷの合金、およびチタンＴｉの合金、またはニッケルＮｉの合金、クロムＣｒの合金、および金Ａｕの合金などとすることができる。
− 熱交換素子２への機械的リンクを確保する材料７の抵抗率Ｒ２。この材料は、例えば、（熱伝導率が約５Ｗ／ｍ／℃から２０Ｗ／ｍ／℃まで様々な）熱接着剤、または（熱伝導率が３５から５０Ｗ／ｍ／℃まで様々な）多少鉛リッチな半田とすることができる。
− 熱交換素子２のリンクを確保するために熱交換素子２の上に堆積された材料８の抵抗率Ｒ３。この材料は、例えば、真空下で実行された金属堆積とすることができる。

【0006】

数社の主要コンピュータメーカーは、比較的効率が良いが、実装が非常に複雑な技術を用いることにより界面の熱抵抗に関連した困難を回避するよう試みてきた。例えばＩＢＭは、自社のＩＢＭ３０８１コンピュータで、２つの表面（チップの後面、および、熱交換素子またはラジエータ）を直接接触させることにより、材料の抵抗すなわち抵抗率Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３を回避した。これら表面は、２つの部分の擬似ボンディングが生じ、その結果事実上界面抵抗を除去するように研磨された。この非常に煩わしく、また高価なシステムは、以来ずっと断念されている（Ｒ．Ｃ Ｃｈｕ、Ｕ．Ｐ．Ｈｗａｎｇ ａｎｄ Ｒ．Ｅ．Ｓｉｍｏｎｓ、“Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｏｒ ａｎ ＬＳＩ Ｐａｃｋａｇｅ：Ａ ｏｎｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ”，ＩＢＭ Ｊ．Ｒｅｓ．Ｄｉｖ．，Ｖｏｌ２６，Ｐ４５−５４，１９８２を参照）。

【0007】

Ｈｉｔａｃｈｉは、自社のＦＡＣＯＭ Ｍ−７８０コンピュータで、圧力の下で冷却液をチップの後面上に直接噴射することにより、困難を回避した（Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔｏ、Ｔ．Ｕｄａｇａｗａ ａｎｄ Ｍ．Ｓｕｚｕｋｉ、Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＦＡＣＯＭ Ｍ−７８０，“Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ”，Ｗ．Ａｕｎｇ，Ｅｄ，Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，ｐ７０１−７１４，１９８４を参照）。

【0008】

ＡＴ＆Ｔは、自社のＷＥ３２１００ ＭＩＣＲＯＰＡＣコンピュータで、ＰＣＢの代わりにシリコン基板を用い、その結果、熱は、チップのシリコンを通って、有機材料（接着剤）によってラジエータにリンクされた接地平面、したがって熱伝導率が低い（５〜１０℃／Ｗ前後）接地平面へと通過する（Ｃ．Ｊ．Ｂａｒｔｌｅｔｔ、Ｊ．Ｍ．Ｓｅｇｅｌｋｅｎ ａｎｄ Ｎ．Ａ Ｔｅｎｅｋｅｔｇｅｓ、“Ｍｕｌｔｉｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ＶＬＳＩ−ｂａｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｐｏｎ．Ｈｙｂｒｉｄｓ Ｍａｎｕｆ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｖｏｌ．ＣＨＭＴ−１２（Ｎｏ．４）ｐ６４７−６５３，１９８７を参照）。

【0009】

図２は、基板上で支えられた、反転させたチップデバイス１０、すなわち「フリップチップ」の断面を示す。電子チップ１０は、概してその能動面全体または一部にわたって分布しているパッド１１を備え、その上に半田のボール１２が堆積されている。ボールを有するチップの、基板１３への電気相互接続は、リフローによって実現される。動作中にチップ１０によって生じた熱を放散するために、チップ１０の後面１４すなわち非能動面は、熱交換素子１５またはラジエータにリンクさせてもよい。

【0010】

熱の一部分は、基板１３（一般的には熱伝導率が低いＰＣＢ）の熱抵抗に応じて、電気相互接続ボール１２に向けられる。ボール１２がソルダリングされるパッド１１は、概してアルミニウム／チタン／タングステン／ニッケル／金系の、全厚さが約１μｍである複雑な冶金を有する。ボール１２がリフローされると、金属間化合物合金が、金、ニッケルと、鉛系半田との間に形成される。これらの合金の熱伝導率は、概してかなり低い（２０〜５０Ｗ／ｍ／℃）。

【0011】

熱の別の部分が、チップ１０の後面１４の方に向けられることになる。これが、熱交換素子１５が概してこの後面１４に配置されている理由である。

【0012】

熱は、チップ１０を形成しているシリコンを通過するが、その熱伝導は１４０Ｗ／ｍ／℃であり、これはボール１２の熱伝導よりもはるかに高いが、一般的には銅製である熱交換素子１５の熱伝導（３９０Ｗ／ｍ／℃）よりもはるかに低い。

【0013】

次に熱流束は、金属堆積（約１μｍ）で形成された界面１６を通過し、その後、熱伝導率がおよそ４０Ｗ／ｍ／℃程度である半田１７自体を通過する。

【0014】

次に熱流束は熱交換素子１５に入り、そこから放散される。

【0015】

チップを設計する際には、電流波節点区域（ホットスポット）がわかっており、フォトリソグラフィマスク上のこれらの場所で熱パッドを優先的に追加するために局所化される。フォトリソグラフィマスクは、電気パッドには常に必要である。

【0016】

超音波「ボールボンディング」ワイヤリングを用いることにより、一般的にはアルミニウム製である、チップのパッドにワイヤを溶接することが可能になる。超音波溶接ツールの移動によって引き起こされた摩擦は、超音波周波数でおよそ０．１μｍ程度であるが、この摩擦により、５００℃〜６００℃の温度に界面の温度を上昇させることが可能になる。概してパッドを形成しているアルミニウムの融解温度（６６０℃）、および概してワイヤを形成している金の融解温度（１０６４℃）に関するこの高温により、パッドのアルミニウム原子の自己拡散、およびワイヤの金原子の自己拡散が可能になる。言いかえれば、それは、界面なしで「固溶体」とも呼ばれる完全な冶金のリンクを形成する。およそ数μｍ程度の、金およびアルミニウムのそれぞれの原子の「相互浸透」が存在するからである。

【0017】

図３Ａは、アルミニウム製、または酸化アルミニウムＡｌ_２Ｏ_３からなる多かれ少なかれ連続的なネイティブ層２１で被覆されたアルミニウム合金製のパッド２０を示す。

【0018】

図３Ｂは、（例えば、金製の）ワイヤのボール２２の超音波溶接後の同じパッド表面を示す。そこでは、酸化アルミニウムが、超音波によって破壊されており、溶接の間の金原子、およびアルミニウム原子の自己拡散、または相互拡散２３の結果、金製ボールとアルミニウム製パッドとの間にリンクが生じている。言いかえれば、界面なしで冶金のリンクが存在している。

【0019】

したがって、図２のフリップチップを参照すると、ボール１２と、チップ１０のパッド１１との間の界面が除去されていることが認められる。しかも、ボール１２の熱伝導率は、およそ３０〜４０Ｗ／ｍ／℃程度であるが、これは、金製のワイヤの熱伝導率（３１７Ｗ／ｍ／℃）または銀製の熱伝導率（４２９Ｗ／ｍ／℃）に、すなわち、約１０倍の大きさに置き換えられている。他方では、後面１４を通って流れる熱流束の部分は、熱交換素子１５に達する前に、シリコン（１４０Ｗ／ｍ／℃）、ならびに界面１６および１７を通り抜けなければならない。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0020】

【非特許文献1】Ｒ．Ｃ Ｃｈｕ、Ｕ．Ｐ．Ｈｗａｎｇ ａｎｄ Ｒ．Ｅ．Ｓｉｍｏｎｓ、“Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｏｒ ａｎ ＬＳＩ Ｐａｃｋａｇｅ：Ａ ｏｎｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ”，ＩＢＭ Ｊ．Ｒｅｓ．Ｄｉｖ．，Ｖｏｌ２６，Ｐ４５−５４，１９８２

【非特許文献2】Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔｏ、Ｔ．Ｕｄａｇａｗａ ａｎｄ Ｍ．Ｓｕｚｕｋｉ、Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ＦＡＣＯＭ Ｍ−７８０，“Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ”，Ｗ．Ａｕｎｇ，Ｅｄ，Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ，ｐ７０１−７１４，１９８４

【非特許文献3】Ｃ．Ｊ．Ｂａｒｔｌｅｔｔ、Ｊ．Ｍ．Ｓｅｇｅｌｋｅｎ ａｎｄ Ｎ．Ａ Ｔｅｎｅｋｅｔｇｅｓ、“Ｍｕｌｔｉｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ＶＬＳＩ−ｂａｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｐｏｎ．Ｈｙｂｒｉｄｓ Ｍａｎｕｆ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｖｏｌ．ＣＨＭＴ−１２（Ｎｏ．４）ｐ６４７−６５３，１９８７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0021】

本発明の１つの目標は、これらの問題を軽減することである。

【課題を解決するための手段】

【0022】

本発明の１つの態様によれば、熱抵抗が向上した少なくとも１つの電子チップデバイスからなる積層体であって、電気相互接続リンクを有する少なくとも１つの電気接続パッドと、チップの面の上に配置された少なくとも１つの熱パッドと、少なくとも１つの熱交換素子と、熱パッドと熱交換素子との間の少なくとも１つの熱リンクと、を備える積層体において、熱交換素子の一部分であって、電子チップの、電気相互接続リンクを有する電気接続パッドに面して位置している前記一部分が、前記電気相互接続リンクとの接触を防ぐアパーチャを備える積層体が提供される。

【0023】

このようなチップからなる積層体は、電子機能を高めるが、これは、単位容積当りの出力密度の増加に結びつき、したがって、積層可能なチップの数には限りがある。

【0024】

したがって、電子チップの作動によって放出された熱の排出が向上されている一方で、チップと、熱交換素子またはラジエータとの間に界面が存在しないようにしている。

【0025】

メインフレームコンピュータメーカーの状況を遡れば、１９８０年代には、非常に使い勝手が悪く、熱抵抗を完全に除去できない手段を用いて、チップとの界面のこの熱抵抗を低減しようとしていたのである。

【0026】

１つの実施形態によれば、前記熱交換素子は、対応するチップの隅に面して配置されたタブを備える。

【0027】

１つの実施形態では、電子チップ（３１、５１、７２）デバイス（３０、５０）が、前記熱交換素子（３６、５９）の一部分であって、アパーチャを備える熱パッド（３４、６１）に面して配置されている前記一部分を備える。

【0028】

したがって、チップと熱交換素子との間に熱リンクを生成することが容易である。

【0029】

１つの実施形態によれば、電子チップデバイスの熱リンクは、少なくとも１つの熱伝導性ワイヤを備える。

【0030】

熱リンクとして熱伝導性ワイヤを使用することは、現在では実施が容易であり、それほど高価ではない。

【0031】

１つの実施形態によれば、少なくとも１つの熱パッドを備えるチップの面は、チップの能動面、すなわち前面である。

【0032】

したがって、チップの受動（後）面を通過せずに、チップの能動（前）面のホットスポットから直接熱の伝達がある。

【0033】

さらに、チップの能動面での一度のマスク転写ステップだけで、電気接続パッドおよび熱接続パッドを生成することが可能になる。

【0034】

例えば、熱交換素子の一部分であって、電子チップの、電気相互接続リンクを有する電気接続パッドに面して位置している前記一部分は、前記電気相互接続リンクと接触しないように高くなっている。

【0035】

したがって、電気パッドの電気リンクの問題を生じずに、熱の排出が向上される。

【0036】

一変形例として、少なくとも１つの熱パッドを備えるチップの前面は、チップの受動面、または後面である。

【0037】

チップの能動面が、その表面積に対してあまりにも多くの電気パッドを有する場合、またはチップの高い作動周波数が、ある特定の信号と電子的に結合する可能性がある熱パッドによって妨害される場合には、これは特に有用である。

【0038】

例えば、電子チップデバイスは、基板を備え、基板には、能動面の、電気相互接続リンクを有する電気接続パッドに面して位置している一部分に、前記電気相互接続リンクと接触しないようにアパーチャが設けられている。

【0039】

したがって、底部に能動面を有するチップが、基板のアパーチャによって基板上に直接ワイヤリングされる場合、この能動面に熱パッドを配置することが可能ではないので、熱パッドはこのとき、非能動（受動）面に配置され、熱ワイヤによって熱交換素子に接続されてもよい。

【0040】

本発明の１つの態様によれば、電子チップデバイス、または電子チップデバイスからなる積層体を製造する方法であって、電気接続パッドのための少なくとも１つのアパーチャと、熱パッドのための少なくとも１つのアパーチャと、を備えるマスクを用いた、１つのチップまたは複数のチップの能動面でのマスク転写ステップを含む方法もまた提供される。

【0041】

本発明は、完全に非限定的な例として説明され、添付の図面によって図示されているいくつかの実施形態を検討すれば、一層よく理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】既知の先行技術による電子チップを概略的に示す。

【図2】既知の先行技術による電子チップを概略的に示す。

【図3A】既知の先行技術によるワイヤリングを概略的に図示する。

【図3B】既知の先行技術によるワイヤリングを概略的に図示する。

【図4】本発明の１つの態様による（２Ｄ）チップデバイスを図示する。

【図5】本発明の１つの態様による（２Ｄ）チップデバイスを図示する。

【図6】本発明の１つの態様による電子チップデバイスからなる積層体を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0043】

すべての図において、同一の参照符号を有する要素は、類似したものである。記載されている実施形態は、完全に非限定的なものである。

【0044】

本明細書では、当業者によく知られている特徴および機能は、詳細に記載しない。

【0045】

図４は、パッケージ、および電気ワイヤ３３のような電気相互接続リンクを有する電気接続パッド３２の形態をした、２Ｄ電子チップ３１デバイス３０を示す。

【0046】

熱パッド３４が、熱リンク３５によって熱交換素子３６にリンクされている。

【0047】

示されている例は特に有利なものであるが、この例では、熱交換素子３６の一部分３７であって、電子チップ３１の、電気相互接続リンク３３を有する電気接続パッド３２の上方に位置している前記一部分が、前記電気相互接続リンク３３と接触しないように高くなっている。

【0048】

熱交換素子３６またはラジエータは、エラストマー型可撓性接着剤でボンディングすることができ、これは非常に重要なことである。なぜなら、「Ｃｕ／ｌｏｗ−ｋデバイス」と呼ばれる低誘電率チップに関する新技術は、機械的応力に対する耐性が非常に低いからである。可撓性接着剤は、シリコーン系とすることができ、したがって変形性が高い。これらの接着剤は、熱導体としては非常に不良（１Ｗ／ｍ／℃未満）であり、（およそ数℃／Ｗから数十℃／Ｗ程度の）非常に高い熱抵抗につながる。熱交換素子３６上に熱リンクワイヤ３５をワイヤリングすることによって、完全に機械的に分断されるようにすることで、これが完全に回避される。

【0049】

チップ３１は、接着剤４０によって基板３９にボンディングされている。基板のパッド４１は、電気ワイヤ３３を用いて、チップに機械的応力をかけずに、基板３９をチップ３１の電気パッド３２に電気的にリンクさせることができる。

【0050】

熱交換素子３６は、電気リンクワイヤ３３に触れないように、高くなった部分を備える。

【0051】

熱交換素子３６は、対流冷却の場合にはさらに良好な冷却が可能になるフィンを形成するように、一面ないし四面でパッケージから突起させることも可能であろう。図４では、熱交換素子３６は、パッケージの１つまたは複数の面と同一平面上にあり、次に冷源にリンクさせることが可能である。

【0052】

説明した実施形態では、チップを設計する際に、電流波節点区域（ホットスポット）が一まとめにされることで、電気パッドにもまた必要なフォトリソグラフィマスク上のこれらの場所で、熱パッドを優先的に追加するようにする。

【0053】

図４では、能動面すなわち前面４２が上部にあり、受動面すなわち後面４３が底部にある。チップ３１は、樹脂４４の中に配置されている。

【0054】

基板３９には、基板上に、例えばプリント回路基板上に移載可能な状態にあるボール４５が設けられている。

【0055】

図５は、パッケージ形態をした、２Ｄチップ５１デバイス５０の変形例を示す。メモリとして用いられる多数のチップ５１デバイス５０がワイヤリングされるが、図５におけるように、能動面５２を下向きにして、電気接続パッド５４と、基板５３内のアパーチャ６４を通っている電気ワイヤ５５とによって、基板５３上に直接ワイヤリングされている。したがって、チップ５１の受動面５６を使用して、熱ワイヤ５７および熱交換素子５８を介して熱を伝達することが可能である。

【0056】

この手法の利点は、チップ５１に応力をかけないように、機械的に分断しなければならない熱交換素子５９を使用することである。すなわち、使用される可撓性接着剤６０は、概してエラストマー系のものであるが、熱導体としては非常に不良（１Ｗ／ｍ／℃未満）である。

【0057】

可撓性接着剤６０は、概して金、およびニッケルからなる堆積６１の上に配置され、電子チップ５１上の大型の熱パッドと見なされている。電子チップ５１は、樹脂６２の中に配置され、接着剤６３によって基板５３にボンディングされている。

【0058】

基板５３には、基板上に、例えばプリント回路基板上に移載可能な状態にあるボール６１が設けられている。

【0059】

図６は、電子チップデバイスまたはレベルが積層される場合に、少なくとも１つの電子チップデバイスからなる積層体の生成を可能にする３Ｄアプリケーションを示す。図６は、積層体からなるデバイスの平面図を示す。

【0060】

ラジエータまたは熱交換素子７０は、例えば、電子チップ７２の四隅の上方に配置された熱交換素子７０の四隅に位置する４つのストラップまたはタブ７１によって、熱を伝達する。

【0061】

電子チップ７２を電気的にリンクさせるための電気パッド７３および電気ワイヤ７４の位置に応じて、ストラップまたはタブの７１の他の配置を変形例として用いることができる。

【0062】

図６では、電気パッド７３および電気ワイヤ７４は、電子チップ７２のエッジに位置しており、ラジエータまたは熱交換素子７０は、電気ワイヤ７４と接触しないように高くなっていてもよいし、高くなっていなくてもよい。いずれの場合も、ラジエータ７０の下に、またはストラップ７１の下には電気ワイヤ７４は存在し得ない。なぜなら、積層後にモジュールを鋸引きすると、電気ワイヤ７４の断面がラジエータ７０のストラップ７１の断面と一致してしまうことにより、短絡が生じてしまうからである。

【0063】

図６の特に有利な実施形態では、熱交換素子７０は、電気ワイヤ７４とのあらゆる接触を回避するように、適切なカットアウトを備える。

【0064】

熱リンクワイヤ７５は、電子チップ７２の能動面上に配置された熱パッド７６上にワイヤリングされている。

【0065】

熱ワイヤ７５は、熱交換素子７０内に、熱パッド７６に面して作られたアパーチャ７７を通してワイヤリングすることにより、熱交換素子７０に接続されている。

【0066】

本発明はまた、電子チップデバイス３０、５０、または電子チップデバイス３０、５０からなる積層体（３Ｄチップ）を製造する方法であって、電気接続パッドのための少なくとも１つのアパーチャと、熱パッドのための少なくとも１つのアパーチャと、を備えるマスクを用いた、１つのチップまたは複数のチップの能動面上でのマスク転写ステップを含む方法に関する。

【0067】

このように、本発明により、界面の熱抵抗を通過することなく、チップの極めて薄い（１μｍ未満）能動表面のホットスポットから前記熱が排出される箇所への熱の伝達を向上させることが可能になる。

【0068】

さらには、本発明は、いずれの追加のチップ処理ステップも必要ない。

【0069】

本発明は、熱がチップを通り抜けて受動面に達した後にではなく、熱放射源において直接熱相互接続を実施する。

【0070】

本発明は、最新世代のチップを含めた、チップの相互接続において非常に広く用いられるボールボンディング法を実施する。実際、チップは、応力に非常に敏感な、「Ｃｕ／ｌｏｗ−ｋデバイス」と呼ばれる誘電体で形成されているので、そのワイヤリングには、特殊な工業機器が必要であり、特に「ソフトランディング（ｓｏｆｔ ｌａｎｄｉｎｇ）」のワイヤリングでは、熱パッドのワイヤリングは、この同じ方法を用いている。

【0071】

これらの最新世代のチップは、熱力学的応力に対する耐性が非常に低い。これが、最新世代のチップを封入するためのプラスチックパッケージのメーカーが、樹脂の特性（１２〜７ｐｐｍ／℃に変化する膨張係数）を改変しなければならなかった理由である。言いかえれば、高さ約３０〜５０μｍのカットワイヤ、すなわち「スタッド」を用いる技術であるが、これは次にソルダリングによって、例えば銅製のラジエータにリンクさせなければならない。ラジエータとチップとの間のリンクは事実上剛性であるので、ラジエータによってかけられた応力は、チップに伝達される。さらに、多数のスタッドをソルダリングによってリンクさせることは、膨張差応力のため、実現が困難である。

【0072】

最後に、もしチップが能動面のパッドと同様に金属化されていれば、シリコンの厚さを貫通させなければならないという欠点を有するが、チップの後面上で同じ手法の採用を禁じるものではない。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】