ホーム > 特許ランキング > ＷＯＬＦＳＰＥＥＤ，ＩＮＣ．
(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】
(24)【登録日】2023-11-27
(45)【発行日】2023-12-05
(54)【発明の名称】半導体デバイスの信頼性を高めるためのシステムおよびプロセス
(51)【国際特許分類】
H01L 23/12 20060101AFI20231128BHJP
【ＦＩ】
H01L23/12 Q
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2022521486
(86)(22)【出願日】2020-08-19
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-14
(86)【国際出願番号】 US2020046981
(87)【国際公開番号】W WO2021071591
(87)【国際公開日】2021-04-15
【審査請求日】2022-06-02
(31)【優先権主張番号】16/597,224
(32)【優先日】2019-10-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】592054856
【氏名又は名称】ウルフスピード インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＷＯＬＦＳＰＥＥＤ，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100139712
【弁理士】
【氏名又は名称】那須 威夫
(72)【発明者】
【氏名】ジュ スン チュル
(72)【発明者】
【氏名】パウエル ジャック
(72)【発明者】
【氏名】ファレル ドナルド
(72)【発明者】
【氏名】ミロン ブラッドリー
【審査官】佐藤 靖史
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－１９１５７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０００１６９１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１２５８８１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－０４９８７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２３５７８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００８／１１７４８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００４－２６００６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０６８０１８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
デバイスの電気的接続部の信頼性を高めるように構成されたシステムであって、前記システムが、少なくとも１つの支持構造体のパッドを少なくとも１つの電気構成要素のパッドに電気的に接続するように構成されたリード
を含み、
前記リードが、第１の上面を含む第１のパッド接続部分を含み、
前記第１のパッド接続部分が、前記少なくとも１つの支持構造体の前記パッドに前記リードを接続するように構成され、
前記リードが、第２の上面を含む第２のパッド接続部分を含み、
前記第２のパッド接続部分が、前記少なくとも１つの電気構成要素の前記パッドに前記リードを接続するように構成され、
前記リードが上部部分を含み、前記上部部分がその下面に配置された下面を含み、
前記上部部分が、前記第１のパッド接続部分と前記第２のパッド接続部分との間に配置され、
前記リードが、前記上部部分に接続するように前記第１のパッド接続部分から上方に湾曲する第１の接続部分を含み、
前記リードが、前記上部部分に接続するように前記第２のパッド接続部分から上方に湾曲する第２の接続部分を含み、
前記上部部分の前記下面が、前記第１のパッド接続部分の前記第１の上面の垂直方向上方に配置され、
前記上部部分の前記下面が、前記第２のパッド接続部分の前記第２の上面の垂直方向上方に配置され、
前記リードが、前記リードの前記第１のパッド接続部分と前記少なくとも１つの支持構造体の前記パッドとの間に配置された第１のリード－はんだ界面の応力を低減するように構成され、
前記リードが、前記リードの前記第２のパッド接続部分と前記少なくとも１つの電気構成要素の前記パッドとの間に配置された第２のリード－はんだ界面の応力を低減するように構成される
システム。
【請求項2】
前記上部部分が湾曲した凸状の構造を含み、前記第１の接続部分が湾曲した凸状の構造を含み、前記第２の接続部分が湾曲した凸状の構造を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記リードが、前記第１のパッド接続部分と前記上部部分との間を接続する第１の接続部分を含み、
前記リードが、前記第２のパッド接続部分と前記上部部分との間を接続する第２の接続部分を含み、
前記第１の接続部分の一部が、前記第１のパッド接続部分の前記第１の上面の垂直方向上方に配置され、
前記第２の接続部分の一部が、前記第２のパッド接続部分の前記第２の上面の垂直方向上方に配置される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記リードが、前記第１のパッド接続部分と前記上部部分との間を接続する第１の接続部分を含み、
前記リードが、前記第２のパッド接続部分と前記上部部分との間を接続する第２の接続部分を含み、
前記第１の接続部分および前記第２の接続部分が各々凹状の構造を含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記リードが、第１の端部部分および第２の端部部分を含み、
前記第１の端部部分が前記リードの終端端部を形成し、前記第２の端部部分が前記リードの別の終端端部を形成し、
前記リードに沿った前記第１の端部部分から前記第２の端部部分までの湾曲距離が、前記第１の端部部分から前記第２の端部部分までの直線距離よりも大きい、
請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記上部部分の上面の垂直高さが、前記第１のパッド接続部分の垂直高さよりも２～２０倍大きい、請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
前記リードが、概して弓形形状の構造を有するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記少なくとも１つの支持構造体と、
前記リードによるシグナリング劣化を軽減するように構成された要素と
をさらに含み、
前記要素が、金属構造を含み、
前記要素が、以下のうちの１つに、すなわち、前記少なくとも１つの支持構造体上に、または前記少なくとも１つの支持構造体内に、配置される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
前記少なくとも１つの支持構造体が、限られた数の追加の機能部を含むゾーンを含み、
前記要素が前記ゾーンに配置される、
請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記少なくとも１つの支持構造体が、ビアを有するコプレーナ導波路（ＣＰＷＧ）プリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、
前記要素を含む前記ゾーンが、前記ビアを含まない、
請求項９に記載のシステム。
【請求項11】
前記少なくとも１つの電気構成要素をさらに含み、
前記電気構成要素がＲＦ（高周波）構成要素を含む、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
デバイスの電気的接続部の信頼性を高めるように構成されたプロセスであって、前記プロセスが、
少なくとも１つの支持構造体のパッドを少なくとも１つの電気構成要素のパッドに電気的に接続するように構成されたリードを形成することと、
第１の上面を含む第１のパッド接続部分をもつ前記リードを用意することと、
前記少なくとも１つの支持構造体の前記パッドに前記リードを接続するための前記第１のパッド接続部分を構成することと、
第２の上面を含む第２のパッド接続部分をもつ前記リードを用意することと、
前記少なくとも１つの電気構成要素の前記パッドに前記リードを接続するための前記第２のパッド接続部分を構成することと、
上部部分を含むように前記リードを配置することであり、前記上部部分がその下面に配置された下面を含む、配置することと、
前記上部部分に接続するように前記第１のパッド接続部分から上方に湾曲する第１の接続部分を含むように前記リードを構成することと、
前記上部部分に接続するように前記第２のパッド接続部分から上方に湾曲する第２の接続部分を含むように前記リードを構成することと、
前記第１のパッド接続部分と前記第２のパッド接続部分との間に前記上部部分を配置することと、
前記上部部分の前記下面を、前記第１のパッド接続部分の前記第１の上面の垂直方向上方に存在するように配置することと、
前記上部部分の前記下面を、前記第２のパッド接続部分の前記第２の上面の垂直方向上方に配置されるように配置することと、
前記リードの前記第１のパッド接続部分と前記少なくとも１つの支持構造体の前記パッドとの間に配置された第１のリード－はんだ界面の応力を低減するように前記リードを実装することと、
前記リードの前記第２のパッド接続部分と前記少なくとも１つの電気構成要素の前記パッドとの間に配置された第２のリード－はんだ界面の応力を低減するように前記リードを実装することと
を含む、プロセス。
【請求項13】
湾曲した凸状の構造を有するように前記上部部分を形成することと、
湾曲した凸状の構造を有するように前記第１の接続部分を形成することと、
湾曲した凸状の構造を有するように前記第２の接続部分を形成することと
をさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項14】
前記第１のパッド接続部分と前記上部部分との間を接続する第１の接続部分を含むように前記リードを構成することと、
前記第２のパッド接続部分と前記上部部分との間を接続する第２の接続部分を含むように前記リードを構成することと、
前記第１の接続部分の一部を前記第１のパッド接続部分の前記第１の上面の垂直方向上方に配置することと、
前記第２の接続部分の一部を前記第２のパッド接続部分の前記第２の上面の垂直方向上方に配置することと
をさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項15】
前記第１のパッド接続部分と前記上部部分との間を接続する第１の接続部分を含むように前記リードを配置することと、
前記第２のパッド接続部分と前記上部部分との間を接続する第２の接続部分を含むように前記リードを配置することと、
前記第１の接続部分および前記第２の接続部分を、各々凹状の構造を有するように構成することと
をさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項16】
第１の端部部分および第２の端部部分を含むように前記リードを構成することであり、前記第１の端部部分が前記リードの終端端部を形成し、前記第２の端部部分が前記リードの別の終端端部を形成する、構成することと、
前記リードに沿った前記第１の端部部分から前記第２の端部部分までの湾曲距離が、前記第１の端部部分から前記第２の端部部分までの直線距離よりも大きくなるように前記リードを構成することと
をさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項17】
前記上部部分の上面の垂直高さが、前記第１のパッド接続部分の垂直高さよりも２～２０倍大きくなるように前記リードを構成することをさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項18】
概して弓形形状の構造を有するように前記リードを構成することをさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項19】
前記少なくとも１つの支持構造体を用意することと、
前記リードによるシグナリング劣化を軽減するように構成された要素を配置することと
をさらに含み、
前記要素が金属構造を含み、
前記要素が、以下のうちの１つに、すなわち、前記少なくとも１つの支持構造体上に、または前記少なくとも１つの支持構造体内に、配置される、
請求項１２に記載のプロセス。
【請求項20】
前記少なくとも１つの支持構造体に、限られた数の追加の機能部を含むゾーンを形成することと、
前記要素を前記ゾーンに配置することと
をさらに含む、請求項１９に記載のプロセス。
【請求項21】
前記少なくとも１つの支持構造体が、ビアを有するコプレーナ導波路（ＣＰＷＧ）プリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、
前記要素を含む前記ゾーンが、前記ビアを含まない、
請求項２０に記載のプロセス。
【請求項22】
前記少なくとも１つの電気構成要素を用意することをさらに含み、
前記電気構成要素がＲＦ（高周波）構成要素を含む、
請求項２１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体デバイス信頼性を高めるためのシステムに関する。本開示は、さらに、半導体デバイスの信頼性を高めるためのプロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
電気構成要素は、一般に、導電性トラック、パッド、および他の機能部を有する構造体に支持される。電気構成要素は、一般に、リードを用いて構造体に接続される。例えば、構造体は、導電性トラック、パッド、および他の機能部を介して電気構成要素を機械的に支持し、電気的に接続するプリント回路基板（ＰＣＢ）とすることができる。電気構成要素を支持構造体に電気的に接続し、機械的に固定するために、電気構成要素は、一般に、リードを介して支持構造体上にはんだ付けされる。
【0003】
しかしながら、電気構成要素および支持構造体は、しばしば、温度変化にさらされる環境で実装される。その結果、電気構成要素は、しばしば、温度サイクル試験、熱衝撃試験などに合格することが要求される。これに関して、電気構成要素および／または支持構造体の熱サイクルは、関連するリード構造体、および電気構成要素と支持構造体との間の接続部に悪影響を与えることが見いだされた。特に、電気構成要素および／または支持構造体の熱サイクルは、リード構造体と、リード構造体が接続されるパッドとの間の接続部に、亀裂、疲労特徴（ｆａｔｉｇｕｅ ｆｅａｔｕｒｅ）、破壊、層間剥離、などの欠陥を形成することが見いだされた。
【0004】
例えば、電気構成要素および／または支持構造体を接続するリードは、温度サイクル試験中にリード－はんだ界面で亀裂、疲労特徴、破壊、層間剥離、などを示し始めることが見いだされた。その上、層間剥離などの欠陥は、温度サイクル試験の１０００サイクルの後に極度に悪化した。電気構成要素および／または支持構造体は、温度サイクル試験、熱衝撃試験などに合格することが要求される。しかしながら、リード－はんだ界面の上記の欠陥のため、電気構成要素および／または支持構造体は、そのような温度サイクル試験、熱衝撃試験などに不合格になる可能性がある。その上、リード－はんだ界面の上記の欠陥のため、電気構成要素および／または支持構造体は、後に、デバイスの故障がもたらされること、信頼性が低下することなどになる可能性がある。例えば、図２１は、支持構造体４のパッド３に接続するリード２を有するデバイス１を示す。追加として、デバイス１のリード２は、リード２を電気構成要素７に接続するためのパッド６を含む。図２１は、さらに、デバイス１には層間剥離の形態の欠陥８が発生していることを示す。同じように、図２２は、さらに、亀裂の形態の欠陥８が発生している別のデバイス１を示す。同様に、図２３は、さらに、亀裂の形態の欠陥８が発生している別のデバイス１を示す。接続部での亀裂、疲労特徴、破壊、層間剥離、などの上記の欠陥は、一般に、デバイス、デバイスを実装したシステムなどの信頼性に直接的な影響を及ぼす可能性がある。
【0005】
その結果、必要なものは、電気構成要素および／または支持構造体のリード－はんだ界面での亀裂、疲労特徴、破壊、および／または層間剥離の発生を低減するためのシステムおよびプロセスである。
【0006】
本開示は、リード－はんだ界面での亀裂、疲労特徴、破壊、および／または層間剥離（故障モード）の少なくとも１つの根本的原因に対処するためのシステムおよびプロセスを提供する。特に、故障モードの少なくとも１つの根本的原因は、一つには、温度変位中のはんだ疲労であることが見いだされている。
【発明の概要】
【0007】
１つの一般的な態様は、デバイスの電気的接続部の信頼性を高めるように構成されたシステムを含み、このシステムは、少なくとも１つの支持構造体のパッドを少なくとも１つの電気構成要素のパッドに電気的に接続するように構成されたリードを含み、リードは、第１の上面を含む第１のパッド接続部分を含み、第１のパッド接続部分は、１つの支持構造体のパッドにリードを接続するように構成され、リードは、第２の上面を含む第２のパッド接続部分を含み、第２のパッド接続部分は、少なくとも１つの電気構成要素のパッドにリードを接続するように構成され、リードは上部部分を含み、上部部分はその下面に配置された下面を含み、上部部分は、第１のパッド接続部分と第２のパッド接続部分との間に配置され、上部部分の下面は、第１のパッド接続部分の第１の上面の垂直方向上方に配置され、上部部分の下面は、第２のパッド接続部分の第２の上面の垂直方向上方に配置される。
【0008】
１つの一般的な態様は、デバイスの電気的接続部の信頼性を高めるように構成されたプロセスを含み、このプロセスは、少なくとも１つの支持構造体のパッドを少なくとも１つの電気構成要素のパッドに電気的に接続するように構成されたリードを形成することと、第１の上面を含む第１のパッド接続部分をもつリードを用意することと、少なくとも１つの支持構造体のパッドにリードを接続するための第１のパッド接続部分を構成することと、第２の上面を含む第２のパッド接続部分をもつリードを用意することと、少なくとも１つの支持構造体のパッドにリードを接続するための第２のパッド接続部分を構成することと、上部部分を含むようにリードを配置することであり、上部部分がその下面に配置された下面を含む、配置することと、第１のパッド接続部分と第２のパッド接続部分との間に上部部分を配置することと、上部部分の下面を、第１のパッド接続部分の第１の上面の垂直方向上方に存在するように配置することと、上部部分の下面を、第２のパッド接続部分の第２の上面の垂直方向上方に配置されるように配置することとを含む。
【0009】
本開示の追加の特徴、利点、および態様は、以下の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に記載されており、以下の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲の検討から明らかになるであろう。その上、本開示の前述の要約と以下の詳細な説明の両方は、例示であり、請求される本開示の範囲を限定することなくさらなる説明を提供することが意図されていることを理解されたい。
【0010】
本開示のさらなる理解を提供するために含まれる添付の図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本開示の態様を例証し、詳細な説明とともに、本開示の原理を説明するのに役立つ。本開示とそれを実践できる様々な方法との基本的な理解に必要とされるよりも詳細に本開示の構造的詳細を示すように試みられていない。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の態様によるシステムの斜視側面図である。
【図2】本開示の態様による別のシステムの斜視側面図である。
【図3】本開示の態様による別のシステムの斜視側面図である。
【図10】いくつかの実施態様におけるあり得る劣化したシグナリング性能を示すグラフである。
【図11】本開示の態様によるシステムの上面図である。
【図19】本開示の態様による改善されたシグナリング性能を示すグラフである。
【図20】本開示の態様によるシステムを実装するプロセスを示す図である。
【図21】リードの例示的な欠陥を示す図である。
【図22】リードの例示的な欠陥を示す図である。
【図23】リードの例示的な欠陥を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示の態様、ならびにその様々な特徴および有利な詳細が、添付の図面に記載および／または図示され、以下の説明で詳述される非限定的な態様および例を参照してより完全に説明される。図面に示された特徴は必ずしも縮尺通りに描かれておらず、本明細書に明確に述べられていない場合でさえ、当業者が認識するように、１つの態様の特徴は他の態様で利用されてもよいことに留意されたい。よく知られている構成要素および処理技法の説明は、本開示の態様を不必要に不明瞭にしないために省略されることがある。本明細書で使用される例は、単に、本開示を実践できる方法を理解しやすくし、さらに、当業者が本開示の態様を実践できるようにすることが意図される。したがって、本明細書の例および態様は本開示の範囲を限定すると解釈されるべきでなく、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲および適用法によってのみ定義される。その上、同様の参照番号は、図面のいくつかの図の全体にわたって、および開示される様々な実施形態において、類似の部分を表すことに留意されたい。
【0013】
第１の、第２のなどの用語が、本明細書において様々な要素を説明するために使用されることがあるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきでないことを理解されるであろう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。例えば、第１の要素が、第２の要素と呼ばれてもよく、同様に、本開示の範囲から逸脱することなく、第２の要素が、第１の要素と呼ばれてもよい。本明細書で使用される「および／または」という用語は、関連づけてリストされたアイテムのうちの１つまたは複数のありとあらゆる組合せを含む。
【0014】
層、領域、または基板などの要素が、別の要素の「上に（ｏｎ）」に存在するか、または別の要素の「上へ（ｏｎｔｏ）」延びるといわれるとき、それは、別の要素の上に直接存在するか、または別の要素の上へ直接延びることができ、あるいは介在する要素が、さらに、存在してもよいことを理解されるであろう。対照的に、要素が、別の要素の「上に直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」存在するか、または別の要素の「上へ直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎｔｏ）」延びるといわれるとき、介在する要素は存在しない。同様に、層、領域、または基板などの要素が、別の要素を「覆って（ｏｖｅｒ）」存在するか、または別の要素を「覆って（ｏｖｅｒ）」延びるといわれるとき、それは、別の要素を直接覆って存在するか、または別の要素を直接覆って延びることができ、あるいは介在要素が、さらに、存在してもよいことを理解されるであろう。対照的に、要素が、別の要素を「直接覆って（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｖｅｒ）」存在するか、または別の要素を「直接覆って（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎｔｏ）」延びるといわれるとき、介在する要素は存在しない。要素が、別の要素に「接続される」、または別の要素に「結合される」といわれるとき、それは、別の要素に直接接続されるか、または別の要素に直接結合され得、あるいは介在要素が存在してもよいことも理解されるであろう。対照的に、要素が、別の要素に「直接接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」か、または別の要素に「直接結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）」といわれるとき、介在する要素は存在しない。
【0015】
「より下に（ｂｅｌｏｗ）」もしくは「より上に（ａｂｏｖｅ）」または「上部の（ｕｐｐｅｒ）」もしくは「下部の（ｌｏｗｅｒ）」または「水平の（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」もしくは「垂直の（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」などの相対語は、本明細書では、図に示されるように、１つの要素、層、または領域の別の要素、層、または領域との関係を説明するために使用され得る。これらの用語および上述で論じられた用語は、図に示された方位に加えてデバイスの異なる方位を包含するように意図されていることを理解されるであろう。
【0016】
本明細書で使用される用語は、特定の態様のみを説明するためのものであり、本開示を限定することを意図されていない。本明細書で使用される「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明確に他の意味を示さない限り複数形も含むことを意図されている。本明細書で使用されるときの「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる、備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、明言された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことをさらに理解されるであろう。
【0017】
別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本開示が属する当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、本明細書の文脈および関連技術における意味と矛盾しない意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書において明確に定義されない限り、理想化されたか、または過度に形式化された意味で解釈されないことをさらに理解されるであろう。
【0018】
図１は、本開示の態様によるシステムの斜視側面図を示す。
【0019】
図２は、本開示の態様による別のシステムの斜視側面図を示す。
【0020】
図３は、本開示の態様による別のシステムの斜視側面図を示す。
【0021】
特に、図１、図２、および図３は、デバイス５００の様々な構成要素の信頼性を高めるように構成されたシステム１００を示す。デバイス５００は、システム１００、少なくとも１つの支持構造体２００、少なくとも１つの電気構成要素３００などを含むことができる。他の態様では、システム１００は、デバイス５００、少なくとも１つの支持構造体２００、少なくとも１つの電気構成要素３００などを含むことができる。
【0022】
特に、システム１００は、少なくとも１つの支持構造体２００と少なくとも１つの電気構成要素３００との間に少なくとも１つの接続部１０４を含むことができる。１つの態様では、システム１００は、以下でさらに説明するように、少なくとも１つの接続部１０４の信頼性を高めることができる。少なくとも１つの支持構造体２００は、パッド２０２を含むことができ、少なくとも１つの電気構成要素３００は、パッド３０２を含むことができる。少なくとも１つの接続部１０４は、少なくとも１つの支持構造体２００のパッド２０２を少なくとも１つの電気構成要素３００のパッド３０２に電気的に接続するリード１０２によって実現され得る。少なくとも１つの接続部１０４は、少なくとも１つの支持構造体２００と少なくとも１つの電気構成要素３００との間のリード１０２を介して信号および／または電力を伝送することができる。
【0023】
１つの態様では、リード１０２は、応力除去機能部１０６を含むことができる。１つの態様では、リード１０２は、少なくとも１つの接続部１０４および／またはデバイス５００の信頼性を部分的に高める応力除去機能部１０６を含むことができる。
【0024】
１つまたは複数の態様では、応力除去機能部１０６を含むリード１０２は、様々な形状で実装することができる。これに関して、形状は、リード１０２、パッド２０２、およびパッド３０２を含む面で見た断面形状として定義することができ、その面は、少なくとも１つの支持構造体２００の上面および／または少なくとも１つの電気構成要素３００の上面に対して垂直である。様々な形状は、図１に示されるような概して湾曲形状の構造、図２に示されるような概して三角形形状の構造、図３に示されるような概して弓形形状の構造などを含むことができる。
【0025】
様々な形状は、鷲の嘴の形状の構造、鐘形曲線の構造、双円錐形状の構造、弓形曲線形状の構造、弾丸先端形状の構造、コックドハット曲線形状の構造、バイコーン形状の構造、蛇行形状の構造、Ａ字型形状の構造（大文字のＡに似た形状）、Ｄ字型形状の構造（大文字のＤに似た形状）、円形セクタ形状の構造、円形セグメント形状の構造、三日月形形状の構造、半円形状の構造、多角形形状の構造、自由形式形状の構造、などをさらに含むことができる。
【0026】
【0027】
特に、図４は、システム１００、少なくとも１つの支持構造体２００、少なくとも１つの電気構成要素３００、デバイス５００などの詳細を示す。その上、図４はリード１０２の特定の形状を示しているが、本明細書に記載されるようなリード１０２の様々な他の形状はまた、同様に、図４に示されるようなシステム１００、少なくとも１つの支持構造体２００、少なくとも１つの電気構成要素３００、デバイス５００などの様々な詳細を含むことができる。
【0028】
特に、少なくとも１つの支持構造体２００は、上面２０４を含むことができる。１つの態様では、パッド２０２は、上面２０４上に配置することができる。１つの態様では、パッド２０２は、上面２０４上に直接配置することができる。１つの態様では、パッド２０２は、上面２０４内に配置することができる。１つの態様では、少なくとも１つの支持構造体２００の上面２０４は、全体的に平坦とすることができる。１つの態様では、パッド２０２の上面２０６は、全体的に平坦とすることができる。パッド２０２上に、リード－はんだ界面２０８が、リード１０２とパッド２０２との間に形成され得る。特に、リード１０２は、下面１１４を有することができ、リード－はんだ界面２０８は、下面１１４と、パッド２０２の上面２０６との間に形成され得る。
【0029】
図４は、少なくとも１つの電気構成要素３００が上面３０４を含むことができることをさらに示している。１つの態様では、パッド３０２は、上面３０４上に配置することができる。１つの態様では、パッド３０２は、上面３０４上に直接配置することができる。１つの態様では、パッド３０２は、上面３０４内に配置することができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００の上面３０４は、全体的に平坦とすることができる。１つの態様では、パッド３０２の上面３０６は、全体的に平坦とすることができる。パッド３０２上に、リード－はんだ界面３０８が、リード１０２とパッド３０２との間に形成され得る。特に、リード１０２は、下面１２４を有することができ、リード－はんだ界面３０８は、下面１２４と、パッド３０２の上面３０６との間に形成され得る。
【0030】
１つの態様では、リード１０２の下面１１４は、面１５２に置くことができ、リード１０２の下面１２４は、面１５０に置くことができる。面１５２と面１５０とは、図４に示されるように垂直方向にオフセットされ得る。１つの態様では、リード１０２の下面１１４は、面１５２に置くことができ、リード１０２の下面１２４は、面１５０に置くことができ、面１５２と面１５０とは、垂直方向において、同じ垂直高さとすることができる（図示せず）。
【0031】
１つの態様では、リード１０２は、金属材料から形成することができる。１つの態様では、リード１０２は、銅、ニッケル－コバルト鉄合金、Ｋｏｖａｒ（商標）などのような金属材料から形成することができる。
【0032】
１つの態様では、少なくとも１つの支持構造体２００に配置されたパッド２０２は、金属材料を含むことができる。１つの態様では、少なくとも１つの支持構造体２００に配置されたパッド２０２は、銅、金、ニッケルなどおよびそれらの組合せなどの金属材料およびその組合せを含むことができる。
【0033】
１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００に配置されるパッド３０２は、金属材料を含むことができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００に配置されるパッド２０２は、銅、金、ニッケルなどおよびそれらの組合せなどの金属材料を含むことができる。
【0034】
１つの態様では、リード－はんだ界面２０８および／またはリード－はんだ界面３０８は、はんだを含むことができ、および／またははんだから形成され得る。はんだは、下面１１４とパッド２０２との間および下面１２４とパッド３０２との間に接合を形成するために使用することができる可融金属合金とすることができる。はんだは、鉛フリーはんだ、鉛はんだ、などとすることができる。鉛フリーはんだは、スズ、銅、銀、ビスマス、インジウム、亜鉛、アンチモン、微量の他の金属、などを含むことができる。鉛はんだは、鉛、他の金属（スズなど）、などを含むことができる。はんだは、必要に応じて、フラックスをさらに含むことができる。
【0035】
【0036】
特に、図５は、リード１０２の詳細をさらに示す。これに関して、図５はリード１０２の特定の形状を示しているが、本明細書に記載されるようなリード１０２の様々な他の形状はまた、同様に、本明細書でさらに説明するようなリード１０２の様々な詳細を含むことができる。
【0037】
リード１０２は、パッド接続部分１１６を含むことができる。パッド接続部分１１６は、その下面に配置された下面１１４を含むことができる。パッド接続部分１１６は、上面１１８をさらに含むことができる。
【0038】
１つの態様では、パッド接続部分１１６は、全体的に平坦とすることができる。１つの態様では、上面１１８は、全体的に、面１５２と平行にすることができる。１つの態様では、下面１１４は、面１５２内にあり、面１５２と全体的に平行にすることができる。
【0039】
リード１０２は、パッド接続部分１２６を含むことができる。パッド接続部分１２６は、その下面に配置された下面１２４を含むことができる。パッド接続部分１２６は、上面１２８をさらに含むことができる。
【0040】
１つの態様では、パッド接続部分１２６は、全体的に平坦とすることができる。１つの態様では、上面１２８は、全体的に平坦とすることができる。１つの態様では、上面１２８は、全体的に、面１５０と平行にすることができる。１つの態様では、下面１２４は、全体的に平坦とすることができる。１つの態様では、下面１２４は、全体的に、面１５０と平行であり、面１５０内にあり得る。
【0041】
１つの態様では、面１５２と面１５０とは、図５に示されるように垂直方向にオフセットされ得る。１つの態様では、面１５２と面１５０とは、垂直方向において、同じ垂直高さとすることができる（図示せず）。
【0042】
リード１０２は、上部部分１３０を含むことができる。上部部分１３０は、その下面に配置された下面１３２を含むことができる。上部部分１３０は、その上面に配置された上面１３４を含むことができる。１つの態様では、上部部分１３０は、パッド接続部分１１６とパッド接続部分１２６との間に配置することができる。
【0043】
リード１０２は、パッド接続部分１１６と上部部分１３０との間を接続する接続部分１４０を含むことができる。接続部分１４０は、上面および下面を有することができる。１つの態様では、接続部分１４０は、面１５２から上方に、上部部分１３０に接続するようにパッド接続部分１１６から湾曲することができる。
【0044】
リード１０２は、パッド接続部分１２６と上部部分１３０との間を接続する接続部分１４２を含むことができる。接続部分１４２は、上面および下面を有することができる。１つの態様では、接続部分１４２は、面１５０から上方に、上部部分１３０に接続するようにパッド接続部分１２６から湾曲することができる。
【0045】
１つの態様では、上部部分１３０は、図１および図５に示されるように、湾曲した構造を有することができる。１つの態様では、上部部分１３０は、図１および図５に示されるように、接続部分１４０と接続部分１４２との間に延びる湾曲した構造を有することができる。１つの態様では、上部部分１３０は、図１および図５に示されるように、湾曲した凸状の構造を有することができる。
【0046】
１つの態様では、上部部分１３０は、図２に示されるように、湾曲した三角形形状の構造を有することができる。１つの態様では、上部部分１３０は、図２に示されるように、接続部分１４０と接続部分１４２との間に延びる湾曲した三角形形状の構造を有することができる。１つの態様では、上部部分１３０は、図２に示されるように、湾曲した凸状の構造を有することができる。
【0047】
１つの態様では、上部部分１３０は、図３に示されるように、湾曲した弓形形状の構造を有することができる。１つの態様では、上部部分１３０は、図３に示されるように、接続部分１４０と接続部分１４２との間に延びる湾曲した弓形形状の構造を有することができる。１つの態様では、上部部分１３０は、図３に示されるように、湾曲した凸状の構造を有することができる。
【0048】
１つの態様では、接続部分１４０は、湾曲した構造を有することができる。１つの態様では、接続部分１４０は、パッド接続部分１１６と上部部分１３０との間に延びる湾曲した構造を有することができる。１つの態様では、接続部分１４０は、凹状の湾曲した構造を有することができる。１つの態様では、接続部分１４０は、パッド接続部分１１６と上部部分１３０との間に延びる凹状の湾曲した構造を有することができる。
【0049】
１つの態様では、接続部分１４２は、湾曲した構造を有することができる。１つの態様では、接続部分１４２は、パッド接続部分１２６と上部部分１３０との間に延びる湾曲した構造を有することができる。１つの態様では、接続部分１４２は、凹状の湾曲した構造を有することができる。１つの態様では、接続部分１４２は、パッド接続部分１１６と上部部分１３０との間に延びる凹状の湾曲した構造を有することができる。
【0050】
１つの態様では、下面１３２は、面１５２を基準にして下面１１４の垂直方向上方に配置され得る。１つの態様では、下面１３２は、面１５０を基準にして下面１２４の垂直方向上方に配置され得る。
【0051】
１つの態様では、下面１３２は、面１５２を基準にして下面１１４の垂直方向上方に配置され得、下面１３２は、面１５０を基準にして下面１２４の垂直方向上方に配置され得る。
【0052】
１つの態様では、下面１３２は、面１５２を基準にして上面１１８の垂直方向上方に配置され得る。１つの態様では、下面１３２は、面１５０を基準にして上面１２８の垂直方向上方に配置され得る。１つの態様では、下面１３２は、面１５２を基準にして上面１１８の垂直方向上方に配置され得、下面１３２は、面１５０を基準にして上面１２８の垂直方向上方に配置され得る。
【0053】
１つの態様では、接続部分１４０の一部は、面１５２を基準にして下面１１４の垂直方向上方に配置され得る。１つの態様では、接続部分１４２の一部は、面１５０を基準にして下面１２４の垂直方向上方に配置され得る。１つの態様では、接続部分１４０の一部は、面１５２を基準にして下面１１４の垂直方向上方に配置され得、接続部分１４２の一部は、面１５０を基準にして下面１２４の垂直方向上方に配置され得る。
【0054】
１つの態様では、接続部分１４０の一部は、面１５２を基準にして上面１１８の垂直方向上方に配置され得る。１つの態様では、接続部分１４２の一部は、面１５０を基準にして上面１２８の垂直方向上方に配置され得る。１つの態様では、接続部分１４０の一部は、面１５２を基準にして上面１１８の垂直方向上方に配置され得、接続部分１４２の一部は、面１５０を基準にして上面１２８の垂直方向上方に配置され得る。
【0055】
【0056】
特に、図６は、リード１０２の詳細をさらに示す。これに関して、図６はリード１０２の特定の形状を示しているが、本明細書に記載されるようなリード１０２の様々な他の形状はまた、同様に、本明細書でさらに説明するようなリード１０２の様々な詳細を含むことができる。
【0057】
図６に示されるように、リード１０２は、第１の端部部分１３６および第２の端部部分１４６を含むことができる。１つの態様では、第１の端部部分１３６は、リード１０２の終端端部（リード１０２の左側端部）を形成することができ、第２の端部部分１４６は、リード１０２の終端端部（リード１０２の右側端部）を形成することができる。第１の端部部分１３６から第２の端部部分１４６までの直線距離１６２が図６に示されている。言い換えれば、第１の端部部分１３６から第２の端部部分１４６までの直線距離１６２は、第１の端部部分１３６から第２の端部部分１４６までの寸法直線距離（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｌｉｎｅａｒ ｄｉｓｔａｎｃｅ）とすることができる。
【0058】
第１の端部部分１３６から第２の端部部分１４６までの湾曲距離１６０も図６に示されている。湾曲距離１６０は、パッド接続部分１１６の長さ、接続部分１４０の長さ、上部部分１３０の長さ、接続部分１４２の長さ、およびパッド接続部分１２６の長さを含む。言い換えれば、湾曲距離１６０は、リード１０２が平らに延ばされた場合のリード１０２の長さであり得る。
【0059】
１つの態様では、リード１０２の湾曲距離１６０は直線距離１６２よりも大きい。１つの態様では、リード１０２の湾曲距離１６０は、直線距離１６２よりも５％～５０％大きい、５％～１０％大きい、１０％～１５％大きい、１５％～２０％大きい、２０％～２５％大きい、２５％～３０％大きい、３０％～４０％大きい、５％～５０％大きい。
【0060】
【0061】
特に、図７は、リード１０２の詳細をさらに示す。これに関して、図７はリード１０２の特定の形状を示しているが、本明細書に記載されるようなリード１０２の様々な他の形状はまた、同様に、本明細書でさらに説明するようなリード１０２の様々な詳細を含むことができる。
【0062】
図７は、パッド接続部分１１６の垂直高さ１６６または厚さをさらに示す。１つの態様では、パッド接続部分１１６の垂直高さ１６６は、図７に示されるように、面１５２および／または下面１１４から上面１１８までの距離として定義することができる。
【0063】
図７は、さらに、上部部分１３０の上面１３４の垂直高さ１６４を示す。１つの態様では、上部部分１３０の垂直高さ１６４は、図７に示されるように、面１５２および／または下面１１４から上面１３４までの距離として定義することができる。
【0064】
１つの態様では、上部部分１３０の上面１３４の垂直高さ１６４は、パッド接続部分１１６の垂直高さ１６６よりも大きくすることができる。
【0065】
１つの態様では、上部部分１３０の垂直高さ１６４は、パッド接続部分１１６の垂直高さ１６６よりも２～２０倍大きく、２～４倍大きく、４～６倍大きく、６～８倍大きく、８～１０倍大きく、１０～１２倍大きく、１２～１４倍大きく、１４～１６倍大きく、１６～１８倍大きく、または１８～２０倍大きくすることができる。
【0066】
１つの態様では、上部部分１３０の垂直高さ１６４は、パッド接続部分１２６の垂直高さよりも２～２０倍大きく、２～４倍大きく、４～６倍大きく、６～８倍大きく、８～１０倍大きく、１０～１２倍大きく、１２～１４倍大きく、１４～１６倍大きく、１６～１８倍大きく、または１８～２０倍大きくすることができる。
【0067】
特に、本明細書に記載されるリード１０２の構造の１つまたは複数の態様は、リード１０２および／または応力除去機能部１０６が、熱サイクル、熱膨張、温度変化などを経験する可能性があるデバイス５００の様々な構成要素の移動に関連づけられ得る温度変化の間屈曲し、リード－はんだ界面２０８および／またはリード－はんだ界面３０８の応力を減少させることを可能にする。
【0068】
【0069】
特に、図８は、少なくとも１つの接続部１０４を形成するリード１０２の断面図を示す。リード１０２は、先行技術リードと比較して小さいおよび／または薄い構造を有することができ、少なくとも１つの接続部１０４の信頼性を高め、リード－はんだ界面２０８の信頼性を高め、および／またはリード－はんだ界面３０８の信頼性を高めるためのシステム１００の機能をさらに提供することができる。図８に示されるように、リード１０２は、図８に示されるような概して長方形の断面形状、概して正方形（図示せず）、などを有することができる。これに関して、リード１０２は、幅１０８、高さ１１０、および区域１１２を有することができる。幅１０８、高さ１１０、および区域１１２のうちの１つまたは複数は、少なくとも１つの接続部１０４の信頼性を高め、リード－はんだ界面２０８の信頼を高め、および／またはリード－はんだ界面３０８の信頼性を高めるためのシステム１００の機能をさらに提供するために、先行技術のリードよりも小さくすることができる。特に、リード１０２の小さいおよび／または薄い構造により、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、熱サイクル、熱膨張、温度変化、などを経験する可能性があるデバイス５００の様々な構成要素の移動に関連づけられ得る温度変化の間屈曲し、リード－はんだ界面２０８および／またはリード－はんだ界面３０８の応力を減少させることができる。
【0070】
１つの態様では、リード１０２は、その全長に沿って小さいおよび／または薄い構造を有することができる。
【0071】
１つの態様では、リード１０２は、その全長の一部に沿って小さいおよび／または薄い構造を有することができる。
【0072】
１つの態様では、リード１０２は、パッド接続部分１１６、接続部分１４０、上部部分１３０、接続部分１４２、および／またはパッド接続部分１２６のうちの１つにおいて小さいおよび／または薄い構造を有することができる。
【0073】
１つの態様では、幅１０８は、先行技術のリードの幅よりも５％～５０％小さく、５％～１０％小さく、１０％～１５％小さく、１５％～２０％小さく、２０％～３０％小さく、３０％～４０％小さく、または４０％～５０％小さくすることができる。
【0074】
１つの態様では、高さ１１０は、先行の技術リードの高さよりも５％～５０％小さく、５％～１０％小さく、１０％～１５％小さく、１５％～２０％小さく、２０％～３０％小さく、３０％～４０％小さく、または４０％～５０％小さくすることができる。
【0075】
１つの態様では、区域１１０は、先行の技術リードの区域よりも５％～５０％小さく、５％～１０％小さく、１０％～１５％小さく、１５％～２０％小さく、２０％～３０％小さく、３０％～４０％小さく、または４０％～５０％小さくすることができる。
【0076】
【0077】
特に、図９は、少なくとも１つの接続部１０４を形成するリード１０２の断面図を示す。リード１０２は、少なくとも１つの接続部１０４の信頼性を高め、リード－はんだ界面２０８の信頼性を高め、および／またはリード－はんだ界面３０８の信頼性を高めるためのシステム１００の機能をさらに提供するために、先行技術リードと比較して小さいおよび／または薄い構造を有することができる。図９に示されるように、リード１０２は、図９に示されるような概して円形の断面形状または概して楕円形の断面形状（図示せず）を有することができる。これに関して、リード１０２は、幅１０８（または直径）および区域１１２を有することができる。幅１０８および区域１１２のうちの１つまたは複数は、少なくとも１つの接続部１０４の信頼性を高め、リード－はんだ界面２０８の信頼を高め、および／またはリード－はんだ界面３０８の信頼性を高めるためのシステム１００の機能をさらに提供するために、先行技術のリードよりも小さくすることができる。特に、リード１０２の小さいおよび／または薄い構造により、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、熱サイクル、熱膨張、温度変化、などを経験する可能性があるデバイス５００の様々な構成要素の移動に関連づけられ得る温度変化の間屈曲し、リード－はんだ界面２０８および／またはリード－はんだ界面３０８の応力を減少させることができる。
【0078】
１つの態様では、リード１０２は、その全長に沿って小さいおよび／または薄い構造を有することができる。
【0079】
１つの態様では、リード１０２は、その全長の一部に沿って小さいおよび／または薄い構造を有することができる。
【0080】
１つの態様では、リード１０２は、パッド接続部分１１６、接続部分１４０、上部部分１３０、接続部分１４２、および／またはパッド接続部分１２６のうちの１つにおいて小さいおよび／または薄い構造を有することができる。
【0081】
１つの態様では、幅１０８は、先行技術のリードの幅よりも５％～５０％小さく、５％～１０％小さく、１０％～１５％小さく、１５％～２０％小さく、２０％～３０％小さく、３０％～４０％小さく、または４０％～５０％小さくすることができる。
【0082】
１つの態様では、区域１１２は、先行の技術リードの区域よりも５％～５０％小さく、５％～１０％小さく、１０％～１５％小さく、１５％～２０％小さく、２０％～３０％小さく、３０％～４０％小さく、または４０％～５０％小さくすることができる。
【0083】
リード１０２は、形成ツールを用いて形成することができる。１つの態様では、形成ツールは、ダイとすることができる。１つの態様では、形成ツールは、プレスを使用してリード１０２を切断および形成することができる。形成ツールは、ダイブロック、パンチプレート、ブランクパンチ、ピアスパンチ、ストリッパプレート、パイロット、ガイド、バックゲージ、またはフィンガストップ、セッティングブロック、ブランキングダイ、ピアスダイ、シャンク、などのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【0084】
態様では、応力除去機能部１０６は、本明細書に開示されるように、リード１０２、リード１０２の小さいおよび／または薄い構造、パッド接続部分１１６、接続部分１４０、上部部分１３０、接続部分１４２、パッド接続部分１２６、などのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【0085】
態様では、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、熱サイクル、熱膨張、温度変化、などを経験する可能性があるデバイス５００の様々な構成要素の移動に関連づけられ得る温度変化の間屈曲するように構成することができる。
【0086】
態様では、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、リード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８の応力を低減するように構成することができる。態様では、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、熱サイクル中のリード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８の応力を低減するように構成することができる。
【0087】
態様では、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、リード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８のはんだ疲労を低減するように構成することができる。態様では、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、熱サイクル中のリード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８のはんだ疲労を低減するように構成することができる。
【0088】
態様では、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、リード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８の欠陥を低減するように構成することができる。態様では、リード１０２および／または応力除去機能部１０６は、熱サイクル中の熱サイクル中のリード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８のはんだ疲労を低減するように構成することができる。欠陥は、亀裂、疲労特徴、破壊、層間剥離、などを含むことができる。
【0089】
追加として、リード１０２および／または応力除去機能部１０６を実装するシステム１００は、リード１０２、リード－はんだ界面２０８、リード－はんだ界面３０８、パッド２０２、パッド３０２などのうちの１つまたは複数の間の接続部における、亀裂、疲労特徴、破壊、層間剥離、などのような故障モードおよび欠陥を低減させる。
【0090】
その上、リード１０２および／または応力除去機能部１０６を実装するシステム１００は、より多くのデバイス５００が熱衝撃試験、温度サイクル試験、などに合格することを保証する。
【0091】
１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの支持構造体２００は、少なくとも１つの電気構成要素３００と他の電子構成要素とを機械的に支持し電気的に接続するように構成することができる。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの支持構造体２００は、導電性トラック、パッド、パッド２０２、および他の機能部を含むことができる。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの支持構造体２００は、非導電性基板材料のシート層上および／または間にラミネートされ得る銅などの金属材料の１つまたは複数のシート層からエッチングすることができる。少なくとも１つの電気構成要素３００および他の電子構成要素は、一般に、少なくとも１つの支持構造体２００上にはんだ付けされて、本明細書に開示されるように、少なくとも１つの電気構成要素３００および他の電子構成要素を少なくとも１つの支持構造体２００に、リード１０２の少なくとも１つを用いて、電気的に接続し機械的に固定することができる。
【0092】
少なくとも１つの支持構造体２００は、片面（１つの金属層）、両面（１つの基板層の両面上の２つの金属層）、または多層（基板の層と交互の銅の外層および内層）とすることができる。少なくとも１つの支持構造体２００は、別個の導電性ライン、トラック、回路トレース、接続のためのパッド、銅の層間に接続部を通すためのビア、およびＥＭシールドまたは他の目的のための連続的な導電性領域などの機能部を含むことができる。
【0093】
少なくとも１つの支持構造体２００は、ビアで接続することができる異なる層上の導体を含むことができ、ビアは、絶縁基板を通る電気的トンネルとして機能することができる銅めっきされた孔などの金属めっきされた孔とすることができる。少なくとも１つの支持構造体２００は、ワイヤリードが少なくとも１つの支持構造体２００を通され、反対側のトレースに接合されることによって組み付けられ得る「スルーホール」構成要素を含むことができる。少なくとも１つの支持構造体２００は、本明細書で開示されるリード１０２のうちの少なくとも１つを含むリードによって、少なくとも１つの支持構造体２００の同じ面上の銅トレースに取り付けられ得る「表面実装」構成要素を含むことができる。
【0094】
１つの態様では、少なくとも１つの支持構造体２００は、プリント回路基板技術を使用して製作することができるコプレーナ導波路（ＣＰＷＧ）とすることができる。この態様では、少なくとも１つの支持構造体２００は、誘電体基板上に印刷された導電トラックを、トラックのいずれかの側に少なくとも１つある１つまたは複数の戻り導体と一緒に含むことができる。これに関して、導体は、基板の同じ面上に存在することができ、したがって、コプレーナとすることができる。
【0095】
少なくとも１つの支持構造体２００は、シルクスクリーン印刷プロセス、フォトエッチングプロセス、透明フィルム上への印刷プロセス、フォトマスクプロセス、光増感基板プロセス、レーザレジストアブレーションプロセス、ミリングプロセス、レーザエッチングプロセス、および／または類似のプロセスを含む１つまたは複数の製造技術を利用して製造することができる。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの支持構造体２００はプリント回路基板（ＰＣＢ）とすることができる。
【0096】
少なくとも１つの電気構成要素３００は、任意の用途のための任意の電気構成要素を含むことができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００は、ＲＦ（高周波）構成要素とすることができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００は、炭化ケイ素ショットキーダイオード、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）、パワーモジュール、ゲートドライバなどとすることができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００は、汎用広帯域構成要素、テレコム構成要素、Ｌバンド構成要素、Ｓバンド構成要素、Ｘバンド構成要素、Ｃバンド構成要素、Ｋｕバンド構成要素、衛星通信構成要素などのようなＲＦ（高周波）構成要素とすることができる。
【0097】
１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）とすることができる。これに関して、ＨＥＭＴは、ＩＩＩ族窒化物ベースのデバイスとすることができ、そのようなＨＥＭＴは、高電力高周波（ＲＦ）用途、低周波高電力スイッチング用途、ならびに他の用途にとって非常に有望な候補である。例えば、ＧａＮなどのＩＩＩ族窒化物およびその合金の材料特性は、ＲＦ用途のための高ＲＦ利得および線形性とともに、高電圧および大電流の達成を可能にする。典型的なＩＩＩ族窒化物ＨＥＭＴは、高バンドギャップＩＩＩ族窒化物（例えばＡｌＧａＮ）バリア層と低バンドギャップＩＩＩ族窒化物材料（例えばＧａＮ）バッファ層との間の界面での２次元電子ガス（２ＤＥＧ）の形成に依拠し、バンドギャップの小さい材料ほど電子親和力が高い。２ＤＥＧは、小さいバンドギャップ材料の蓄積層であり、高い電子濃度および高い電子移動度を含むことができる。
【0098】
図１０は、いくつかの実施態様におけるあり得る劣化したシグナリング性能を示すグラフを示す。
【0099】
特に、図１０は、周波数（ＧＨｚ）によるＳ１１（ｄＢ）の二変量適合に基づくあり得る劣化したシグナリング性能を示す。特定の実施態様では、本開示で説明するような非平坦構造を実装するリード１０２を利用するシステム１００は、実施態様によっては、少なくとも１つの支持構造体２００と少なくとも１つの電気構成要素３００との間のシグナリング性能を劣化させることがある。
【0100】
１つの態様では、ＲＦ性能は、デバイス５００の電気的挙動を説明することができる散乱パラメータまたはＳパラメータによって定義することができる。Ｓパラメータは、利得、リターンロス、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）、反射係数、などを含むことができる。
【0101】
例えば、本開示で説明するようなリード１０２を利用するシステム１００は、実施態様によっては、少なくとも１つの電気構成要素３００が高周波デバイスとして実装される場合、少なくとも１つの支持構造体２００と少なくとも１つの電気構成要素３００との間のシグナリング性能を劣化させることがある。これに関して、高周波デバイスを構成する少なくとも１つの電気構成要素３００は、必要とされる周波数範囲において高い高周波（ＲＦ）性能を維持することが必要とされることがある。例えば、入力リターンロス（Ｓ１１）に関するＲＦ性能は、リード１０２を有するシステム１００を利用するいくつかの態様では高くなることがある。これに関して、図１０は、先行技術の平坦なリードを実施する周波数（ＧＨｚ）によるＳ１１（ｄＢ）のＰＯＲ（基準点）の二変量適合が、システム１００のＳ１１値と比較して低いＳ１１値を有する（より良好である）（例えば、いくつかの実施態様での１０～１０．５ＧＨｚの周波数範囲において）可能性があることを示している。言い換えれば、システム１００は、システム１００のリード１０２および／または応力除去機能部１０６によって現実化されたシグナリング劣化を経験する可能性がある。
【0102】
図１１は、本開示の態様によるシステムの上面図を示す。
【0103】
【0104】
【0105】
【0106】
【0107】
特に、図１１は、システム１００によって実装される要素６００を示す。要素６００は、システム１００のリード１０２および／または応力除去機能部１０６によって現実化されるシグナリング劣化を軽減するように構成することができる。１つの態様では、要素６００は、応力除去機能部１０６および／またはリード１０２の下に配置された金属部分、金属構成要素、金属パッド、など（以下、簡潔にするために金属パッド）を用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、パッド２０２に電気的に接続された金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、パッド２０２から電気的に絶縁された金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、リード１０２および／または応力除去機能部１０６によって引き起こされる追加の寄生インダクタンスを打ち消す分路キャパシタンスを追加することができる。
【0108】
図１２に示されるように、要素６００は、パッド２０２上に存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００上に存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００上に部分的に直接存在する金属パッドを用いて実装することができる。
【0109】
図１３に示されるように、要素６００は、パッド２０２に隣接する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００上に存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００上に直接存在する金属パッドを用いて実装することができる。
【0110】
図１４に示されるように、要素６００は、パッド２０２の下に少なくとも部分的に存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００上に存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００上に直接存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００内に部分的に存在する金属パッドを用いて実装することができる。
【0111】
図１５に示されるように、要素６００は、パッド２０２の下に存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００の下側に存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００上に直接存在する金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、長方形形状を有することができる。他の態様では、要素６００は、多角形形状、自由形式形状、円形形状などを有することができる。
【0112】
【0113】
特に、図１６は、要素６００の様々な例示的な寸法を示す。特に、要素６００は、長さ６０２、幅６０４、および厚さ６０６を含むことができる（図１２を参照）。パッド２０２は、長さ２８２、幅２８４、および厚さ２８６を含むことができる（図１２を参照）。
【0114】
１つの態様では、要素６００の長さ６０２は、少なくとも１つの支持構造体２００の長さ２８２よりも大きい。１つの態様では、要素６００の長さ６０２は、少なくとも１つの支持構造体２００の長さ２８２よりも１００％～１０００％、１００％～２００％、２００％～３００％、３００％～４００％、４００％～５００％、５００％～６００％、６００％～７００％、７００％～８００％、または９００％～１０００％大きい。
【0115】
１つの態様では、要素６００の幅６０４は、少なくとも１つの支持構造体２００の幅２８４よりも小さい。少なくとも１つの支持構造体２００の幅２８４よりも１０％～６００％、１０％～１００％、１００％～２００％、２００％～３００％、３００％～４００％、４００％～５００％、または５００％～６００％小さい。
【0116】
１つの態様では、要素６００の厚さ６０６は、パッド２０２の厚さ２８６と同じである。
【0117】
１つの態様では、要素６００の厚さ６０６は、パッド２０２の厚さ２８６よりも小さい。１つの態様では、要素６００の厚さ６０６は、パッド２０２の厚さ２８６よりも１０％～３００％、１０％～５０％、５０％～１００％、１００％～２００％、または２００％～３００％小さい。
【0118】
１つの態様では、要素６００の厚さ６０６は、パッド２０２の厚さ２８６よりも大きい。１つの態様では、要素６００の厚さ６０６は、パッド２０２の厚さ２８６よりも１０％～３００％、１０％～５０％、５０％～１００％、１００％～２００％、または２００％～３００％大きい。
【0119】
様々な態様において、要素６００のサイズは、リード１０２および／または応力除去機能部１０６の形状、リード１０２および／または応力除去機能部１０６の場所、少なくとも１つの電気構成要素３００のＲＦデバイスの性質、などごとに変更することができる。
【0120】
これに関しては、かなりの数のＲＦ性能の問題が、要素６００を追加することによって解決される可能性がある。様々な態様において、要素６００は高周波性能を改善する。様々な態様において、要素６００は、リターンロス（Ｓ１１）の改善を含めて高周波性能を改善する。
【0121】
【0122】
特に、図１７は、本明細書に記載されるようなシステム１００によって実装された要素６００を示す。要素６００は、システム１００のリード１０２によって現実化されるシグナリング劣化を軽減するように構成される。追加として、特定の態様では、要素６００を含むゾーン１７０を含むように少なくとも１つの支持構造体２００を実装することが有利であり得る。特に、ゾーン１７０は、追加の機能部を含まない、および／または限られた数の追加の機能部を含む、少なくとも１つの支持構造体２００の区域とすることができる。少なくとも１つの支持構造体２００における追加の機能部は、要素６００を妨害する可能性がある。１つの態様では、少なくとも１つの支持構造体２００における追加の機能部は、接地と要素６００との間にキャパシタンスを作り出すことがある。
【0123】
１つの態様では、少なくとも１つの支持構造体２００の追加の機能部は、導電性ライン、トラック、回路トレース、接続のためのパッド、ビアなどを含むことがある。したがって、１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの支持構造体２００は、追加の機能部を含まない、および／または限られた数の追加の機能部を含むゾーン１７０を用いて実装することができる。
【0124】
【0125】
特に、図１８は、本明細書に記載されるようなシステム１００によって実装された要素６００を示す。要素６００は、システム１００のリード１０２によって現実化されるシグナリング劣化を軽減するように構成される。追加として、特定の態様では、要素６００を含むゾーン１７０を含むように少なくとも１つの支持構造体２００を実装することが有利であり得る。特に、ゾーン１７０は、追加の機能部を含まない、および／または限られた数の追加の機能部を含む、少なくとも１つの支持構造体２００の区域とすることができる。少なくとも１つの支持構造体２００における追加の機能部は、要素６００を妨害する可能性がある。１つの態様では、少なくとも１つの支持構造体２００における追加の機能部は、接地と要素６００との間にキャパシタンスを作り出すことがある。
【0126】
図１８にさらに示されるように、ゾーン１７０は、トレース２６２およびビア２６０を含まない。特に、要素６００を含むゾーン１７０は、トレース２６２、ビア２６０、などのような追加の機能部を含まない可能性がある。
【0127】
１つの態様では、要素６００は、少なくとも１つの支持構造体２００に実装することができ、少なくとも１つの支持構造体２００は、コプレーナ導波路（ＣＰＷＧ）ＰＣＢとして実装される。これに関して、要素６００は、接地と要素６００との間にキャパシタンスを作り出すことがある。この態様では、キャパシタンスは、図１８に示されるように、要素６００の場所内のゾーン１７０ではビア２６０を少なくとも阻止することによって対処することができる。
【0128】
特定の態様では、ＣＰＷＧ ＰＣＢとして実装された少なくとも１つの支持構造体２００に実装された要素６００は、リターンロス（Ｓ１１）を含む信号性能を改善しながら、小さいサイズ、低コスト、製造の容易さ、信号線への容易なアクセス、低分散などを含むＣＰＷＧの利点を維持することができる。
【0129】
図１９は、本開示の態様による改善されたシグナリング性能を示すグラフを示す。
【0130】
特に、図１９は、リード１０２、応力除去機能部１０６、要素６００、ゾーン１７０などを実装するシステム１００が、特定の実施態様の平坦なリードによる実装のシグナリング性能と比べて、周波数（ＧＨｚ）によるＳ１１（ｄＢ）の二変量適合に基づいて相応のシグナリング性能を提供することを示す。
【0131】
より具体的には、図１９は、調整されているリード１０２と調整されていない平坦なリードの比較であるプロット９００を示す。図１９に示されるように、プロット９００は、曲がった構成を有するリード１０２（応力除去機能部１０６を有するリード１０２）の実施態様の場合でさえ、本開示のシステムが、調整されていない平坦なリードの性能と同等の性能を有することができることを示している。
【0132】
図１９を参照すると、トレース９０４、９０６は、調整されていない平坦なリードに関連し、トレース９０２、９０８は、調整されている曲がったリード（応力除去機能部１０６を有するリード１０２）に関連する。特に、トレース９０８は、調整されている曲がったリード（応力除去機能部１０６を有するリード１０２）を用いたデバイスの利得であり、トレース９０２は、調整されている曲がったリード（応力除去機能部１０６を有するリード１０２）を用いたデバイスのリターンロス（反射によって失われる信号の量）であり、トレース９０６は、調整されていない平坦なリードを用いたデバイスの利得であり、トレース９０４は、調整されていない平坦なリードを用いたデバイスのリターンロスである。
【0133】
図２０は、本開示の態様によるシステムを実装するプロセスを示す。
【0134】
特に、図２０は、半導体デバイスの信頼性を高めるためのプロセス８００を示す。
【0135】
ボックス８０２に示されるように、応力除去機能部１０６を有するリード１０２を形成することができる。１つの態様では、リード１０２は、本明細書に記載されるような形成ツールを用いて形成することができる。
【0136】
リード１０２は、本明細書に記載されるような様々な形状で形成することができる。リード１０２は、パッド接続部分１１６を含むことができる。パッド接続部分１１６は、その下面に配置された下面１１４を含むことができる。パッド接続部分１１６は、上面１１８をさらに含むことができる。リード１０２は、パッド接続部分１２６を含むことができる。パッド接続部分１２６は、その下面に配置された下面１２４を含むことができる。パッド接続部分１２６は、上面１２８をさらに含むことができる。リード１０２は、上部部分１３０を含むことができる。上部部分１３０は、その下面に配置された下面１３２を含むことができる。上部部分１３０は、その上面に配置された上面１３４を含むことができる。
【0137】
リード１０２は、パッド接続部分１１６と上部部分１３０との間を接続する接続部分１４０を含むことができる。接続部分１４０は、上面および下面を有することができる。
【0138】
リード１０２は、パッド接続部分１２６と上部部分１３０との間を接続する接続部分１４２を含むことができる。接続部分１４２は、上面および下面を有することができる。
【0139】
リード１０２は、本明細書に記載されるようなありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様、などをさらに含むことができる。
【0140】
ボックス８０４に示されるように、少なくとも１つの支持構造体２００を設けることができる。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの支持構造体２００は、少なくとも１つの電気構成要素３００と他の電子構成要素とを機械的に支持し電気的に接続するように構成することができる。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの支持構造体２００は、導電性トラック、パッド、パッド２０２、および他の機能部を含むことができる。少なくとも１つの支持構造体２００は、本明細書に記載されるようなありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様、などをさらに含むことができる。
【0141】
ボックス８０６に示されるように、リード１０２を少なくとも１つの支持構造体２００のパッド２０２に取り付けるために、リード－はんだ界面２０８を、リード１０２とパッド２０２との間に形成することができる。特に、リード１０２は、下面１１４を有することができ、リード－はんだ界面２０８は、下面１１４と、パッド２０２の上面２０６との間に形成され得る。
【0142】
少なくとも１つの支持構造体２００へのリード１０２の取り付けは、本明細書に記載されるようなありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様、などをさらに含むことができる。
【0143】
ボックス８０８に示されるように、少なくとも１つの電気構成要素３００を設けることができる。少なくとも１つの電気構成要素３００は、任意の用途のための任意の電気構成要素を含むことができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００は、ＲＦ（高周波）構成要素とすることができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００は、炭化ケイ素ショットキーダイオード、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）、パワーモジュール、ゲートドライバなどとすることができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００は、汎用広帯域構成要素、テレコム構成要素、Ｌバンド構成要素、Ｓバンド構成要素、Ｘバンド構成要素、Ｃバンド構成要素、Ｋｕバンド構成要素、衛星通信構成要素などのようなＲＦ（高周波）構成要素とすることができる。１つの態様では、少なくとも１つの電気構成要素３００は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）とすることができる。少なくとも１つの電気構成要素３００は、本明細書に記載されるようなありとあらゆる特徴および態様をさらに含むことができる。
【0144】
ボックス８１０に示されるように、リード１０２を少なくとも１つの電気構成要素３００に取り付けるために、リード－はんだ界面３０８を、リード１０２とパッド３０２との間に形成することができる。特に、リード１０２は、下面１２４を有することができ、リード－はんだ界面３０８は、下面１２４と、パッド３０２との間に形成され得る。少なくとも１つの電気構成要素３００へのリード１０２の取り付けは、本明細書に記載されるようなありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様、などをさらに含むことができる。
【0145】
ボックス８１２に示されるように、ゾーン１７０を設けることができる。特に、ゾーン１７０は、追加の機能部を含まない、および／または限られた数の追加の機能部を含む、少なくとも１つの支持構造体２００の区域とすることができる。
【0146】
ゾーン１７０は、本明細書に記載されるようなありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様、などをさらに含むことができる。
【0147】
ボックス８１４に示されるように、要素６００を設けることができる。
【0148】
１つの態様では、要素６００は、パッド２０２に電気的に接続された金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、パッド２０２から電気的に絶縁された金属パッドを用いて実装することができる。１つの態様では、要素６００は、リード１０２および／または応力除去機能部１０６によって引き起こされる追加の寄生インダクタンスを打ち消す分路キャパシタンスを追加することができる。
【0149】
要素６００は、本明細書に記載されるようなありとあらゆる特徴、構成、配置、実施態様、態様、などをさらに含むことができる。
【0150】
したがって、リード１０２、応力除去機能部１０６、要素６００、ゾーン１７０、などを含む開示されたシステム１００は、リード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８の応力を低減する。
【0151】
追加として、リード１０２、応力除去機能部１０６、要素６００、ゾーン１７０、などを含む開示されたシステム１００は、リード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８のはんだ疲労を低減する。
【0152】
追加として、リード１０２、応力除去機能部１０６、要素６００、ゾーン１７０、などを含む開示されたシステム１００は、リード－はんだ界面２０８およびリード－はんだ界面３０８の欠陥を減少させる。
【0153】
追加として、リード１０２、応力除去機能部１０６、要素６００、ゾーン１７０、などを含む開示されたシステム１００は、リード１０２、リード－はんだ界面２０８、リード－はんだ界面３０８、パッド２０２、パッド３０２などのうちの１つまたは複数の間の接続部における、亀裂、疲労特徴、破壊、層間剥離、などのような故障モードおよび欠陥を低減させる。
【0154】
追加として、リード１０２、応力除去機能部１０６、要素６００、ゾーン１７０、などを含む開示されたシステム１００は、より多くのデバイス５００が熱衝撃試験、温度サイクル試験、などに合格することを保証する。
【0155】
その上、リード１０２、応力除去機能部１０６、要素６００、ゾーン１７０、などを含む開示されたシステム１００は、デバイス５００のシグナリング性能が高水準に維持される、実質的に劣化されないなどを保証する。
【0156】
本開示が例示的な態様に関して説明されたが、当業者は、本開示が、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内で変更して実践されてもよいことを認識されよう。上述で提供されたこれらの例は、単に例示であり、本開示のすべての可能な設計、態様、用途、または変更の網羅的なリストであることを意味するものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】