特許 7706856 非対称なダイ接合

(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】2025-07-04

(45)【発行日】2025-07-14

(54)【発明の名称】非対称なダイ接合

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/04 20230101AFI20250707BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20250707BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20250707BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20250707BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 Z

H01L21/60 311Q

H01L23/12 F

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023515726

(86)(22)【出願日】2021-09-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-04

(86)【国際出願番号】 EP2021074585

(87)【国際公開番号】W WO2022063567

(87)【国際公開日】2022-03-31

【審査請求日】2024-02-15

(31)【優先権主張番号】17/030,360

(32)【優先日】2020-09-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390009531

【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】Ｎｅｗ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｒｏａｄ， Ａｒｍｏｎｋ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５０４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100112690

【弁理士】

【氏名又は名称】太佐 種一

(74)【代理人】

【識別番号】100120710

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 克幸

(72)【発明者】

【氏名】タンガ、クリシュナ

(72)【発明者】

【氏名】リー、シドン

(72)【発明者】

【氏名】ボニーラ、グリゼルダ

【審査官】木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０５８９５６０３（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２７０６９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０３１９２６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１６５５６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２５／０４

Ｈ０１Ｌ ２３／１２－２３／１５

Ｈ０１Ｌ ２１／６０－２１／６０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コネクタの第１のアレイを含む第１のダイと、
ハンダ融点より高い接合温度でコネクタの前記第１のアレイに熱圧着されるように構成されたコネクタの第２のアレイを含む基板と
を備え、
前記第１のダイは、前記第１のダイが基板中心に対して非対称となるように前記基板に接合され、
コネクタの前記第２のアレイは、前記ハンダ融点より低い位置合わせ温度と前記接合温度との間の前記基板の熱膨張が考慮された、第１のダイ中心ではない基準点と前記第１のダイ中心との距離及び前記第２のアレイのコネクタと前記第１のダイ中心との距離に基づいて調節された位置に、配置された、
集積回路パッケージ基板（ＩＣＰＳ）システム。

【請求項2】

前記基準点は前記基板中心である、請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項3】

前記第１のダイは、前記第１のダイ中心が前記基準点から離間された位置で、前記基板に接合される、請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項4】

コネクタの前記第１のアレイ及びコネクタの前記第２のアレイは、前記接合温度で位置合わせされるように前記基板上に配置された、請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項5】

前記第１のダイは、第１の熱膨張率を有し、前記基板は、前記第１の熱膨張率より少なくとも２ｐｐｍ／℃大きい第２の熱膨張率を有する、請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項6】

コネクタの第３のアレイを含む第２のダイをさらに備え、
前記基板は、前記位置合わせ温度と前記接合温度との間の熱膨張が考慮された調節された位置に配置されたコネクタの第４のアレイをさらに備える、
請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項7】

コネクタの前記第４のアレイは、前記基板中心に対して調節された位置に配置された、請求項６に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項8】

コネクタの前記第４のアレイは、第２のダイ中心に対して調節された位置に配置された、請求項６に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項9】

前記ダイは８００ｎｍ^２より大きくない、請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項10】

コネクタの前記第１のアレイは、複数の導体を備え、前記複数の導体の第１の部分は、１００μｍより大きくない第１のピッチを有する、請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項11】

前記複数の導体の第２の部分は、前記第１のピッチとは異なる第２のピッチを有する、請求項１０に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項12】

コネクタの前記第１のアレイは、５０μｍを超えない高さと５０μｍを超えない幅とを有する複数の導体を備える、請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項13】

前記複数の導体の各々は、少なくとも３μｍの高さのハンダ・バンプを含む、請求項１２に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項14】

前記基板に対向する前記ダイに取り付けられた接合ヘッドをさらに備え、
前記接合することは、前記ダイを前記基板へ接合する間、前記ダイを前記基板に押し付けるように構成され、
前記接合ヘッドは、前記ダイが前記基板に接合された後に、前記ダイから離されるように構成される、
請求項１に記載のＩＣＰＳシステム。

【請求項15】

集積回路パッケージ基板（ＩＣＰＳ）システムを作成する方法であって、
コネクタの第１のアレイにおける各々のコネクタを、ハンダ融点より高い接合温度でダイの上に配置することと、
コネクタの前記第１のアレイ及びコネクタの第２のアレイが前記接合温度にあるときに、コネクタの前記第２のアレイがコネクタの前記第１のアレイに位置合わせされるように、基板上のコネクタの前記第２のアレイにおける各々のコネクタの位置を、位置合わせ温度でダイ中心ではない基準点と前記ダイ中心との距離及び前記各々のコネクタと前記ダイ中心との距離に基づいて調節することと、
前記ダイが基板中心に対して非対称となるように、前記ハンダ融点より低い位置合わせ温度で前記ダイ及び前記基板を位置合わせすることと、
コネクタの前記第１のアレイを前記接合温度まで加熱することと、
コネクタの前記第２のアレイを前記接合温度まで加熱することと、
前記ダイを前記基板に熱圧着することと
を含む方法。

【請求項16】

前記基準点は前記基板中心である、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記ダイ及び前記基板を位置合わせする前に、前記ダイを接合ヘッドに取り付けることと、
前記ダイを前記基板に接合した後で、前記ダイを前記接合ヘッドから離すことと
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記ダイは、第１の熱膨張率を有し、前記基板は、前記第１の熱膨張率より少なくとも２ｐｐｍ／℃大きい第２の熱膨張率を有する、請求項１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、集積回路パッケージ基板（ＩＣＰＳ）に関し、より具体的には、熱圧着されるＩＣＰＳシステムにおける熱的に補正されたコネクタのアレイに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のＩＣＰＳは、コンピューティング機能を実行するコンピューティング・システムで使用することができる。これらの機能は、プロセッサ及びメモリのような様々な半導体ダイ（別名、コンピュータ・チップ）を用いて実行することができる。これらのダイの１つ又は複数は、機械的かつ電気的に積層基板に接合することができ、基板は、コンピューティング・システムの入力／出力接続だけでなく、基板上の他のコンポーネントへの他の接続を含むことができる。より具体的には、ダイは、基板に向かって延びる導体のアレイを有することができ、基板は、ダイに向かって延びる導体のアレイを有することができる。次いで、ハンダが、各々のダイの導体をその対応する基板の導体に機械的かつ電気的に接続することができる。それにより、ダイを全体のコンピューティング・システムに組み込むことができる。

【発明の概要】

【0003】

本発明の幾つかの実施形態により、集積回路パッケージ基板（ＩＣＰＳ）システムは、コネクタの第１のアレイを含むダイと、ハンダの融点より高い接合温度でコネクタの第１のアレイに熱圧着されるように構成されたコネクタの第２のアレイを含む基板とを備える。第１のダイは、第１のダイが基板中心に対して非対称となるように基板に接合され、コネクタの第２のアレイは、ハンダの融点より低い位置合わせ温度で、第１のダイ中心ではない基準点に対して、接合温度までの熱膨張のために調節される。

【0004】

本発明の幾つかの実施形態により、ＩＣＰＳシステムを作成する方法は、コネクタの第１のアレイにおける各々のコネクタを、ハンダ融点より高い接合温度でダイの上に配置することと、コネクタの第１のアレイ及びコネクタの第２のアレイが接合温度にあるときに、コネクタの第２のアレイがコネクタイの第１のアレイに位置合わせされるように、基板上のコネクタの第２のアレイにおける各々のコネクタの位置を、位置合わせ温度でダイの中心ではない基準点に対して調節することとを含む。本方法はさらに、ダイが基板中心に対して非対称となるように、ハンダの融点より低い位置合わせ温度でダイ及び基板を位置合わせすることと、コネクタの第１のアレイを接合温度まで加熱することと、コネクタの第２のアレイを接合温度まで加熱することと、ダイを基板に熱圧着することとを含む。

【0005】

本発明の幾つかの実施形態により、ＩＣＰＳシステムは、第１の熱膨張率を有する、コネクタの第１のアレイを含む基板と、第１の熱膨張率とは異なる第２の熱膨張率を有する、コネクタの第２のアレイを含む第１のダイとを備える。第１のダイは、コネクタの第１のアレイとコネクタの第２のアレイとを接続することによって基板に熱圧着され、第１のダイは、基板中心に対して非対称に配置され、コネクタの第１のアレイは、第１のダイ中心に対して非対称に熱的に調節される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の実施形態による、組み立てられているＩＣＰＳシステムの斜視図である。

【図2A】本発明の実施形態による、組み立てられているＩＣＰＳシステムの側面図である。

【図2B】本発明の実施形態による、組み立てられているＩＣＰＳシステムの側面図である。

【図3】本発明の実施形態による、２つのダイで組み立てられた基板の上面図である。

【図4】本発明の実施形態による、１つのダイで組み立てられた例示的な基板の上面図である。

【図5】本発明の実施形態による、ＩＣＰＳシステムを作成する方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

図１は、組み立てられている集積回路パッケージ基板（ＩＣＰＳ）システム１００の斜視図である。ＩＣＰＳシステム１００は、積層基板１０２、ダイ１０４、接合ヘッド１０６を備える。基板１０２は、基板１０２をダイ１０４などのダイに接合するためのサイト１０８及び１１０を含む。より具体的には、サイト１０８は、バンプ１１２Ａ～１１２Ｉ（まとめて「バンプ１１２」）を含み、サイト１１０は、バンプ１１４Ａ～１１４Ｆ（まとめて「バンプ１１４」）を含む。バンプ１１２、１１４は、ハンダ結合を用いてダイ上の電気的コネクタと相互作用するように構成された電気的コネクタである（図２Ａ及び２Ｂに示される）。他の実施形態において、基板１０２は、より多くの又はより少ないサイト若しくはバンプ又はその両方を含むことができる。

【0008】

バンプ１１２、１１４は、図１において、基板１０２及びダイ１０４に対して比較的大きく、まばらであるように描かれているが、幾つかの実施形態において、バンプ１１２、１１４は、比較的小さく密に充填させることができる。例えば、サイト１０８及びダイ１０４は、最大で８００ｍｍ^２とすることができるが、各々のバンプ１１２、１１４は、少なくとも５μｍから５０μｍまでの幅（サイト１０８、１１０に沿って）、少なくとも１０μｍから５０μｍまでの高さ（サイト１０８、１１０から延びる）、及び、最大１００μｍのピッチ（すなわち、互いに１００μｍを超えない間隔を空けて配置され、微細なピッチとみなされる）とすることができる。幾つかの実施形態において、バンプ１１２、１１４は、４０μｍのピッチを有することができる。さらに、サイト１０８、１１０は、異なるピッチ（１００μｍより大きいピッチを含む）を有することができ、若しくは、サイト１０８、１１０の一部がそのサイト１０８、１１０の他の部分とは異なるピッチを有することができ、又はその両方とすることができる。

【0009】

図示された実施形態において、基板１０２は、例えば基板１０２の底面に対して真空引きすることにより、一時的に接合ステージ１０３に取り付けられる。接合ステージ１０３はまた、例えば、接合プロセスの際にハンダの融点より低い一定の高温の接合温度を維持するように基板１０２を加熱するために、加熱することができる（例えば、８０℃まで）。さらに、ダイ１０４は、例えば、ダイ１０４の上面に対して真空引きする（ポンプ（図示せず）によって矢印Ａで示される）ことによって、一時的に接合ヘッド１０６に取り付けることができる。接合ヘッド１０６は、ダイ１０４より小さく描かれているが、幾つかの実施形態においては、より大きくすることができる。接合ヘッド１０６は、ダイ１０４をサイト１０８に対して適切に位置合わせするように、ダイ１０４を基板１０２に向かって（矢印１１６によって示されるように）動かすために、使用される。接合ヘッド１０６は、ダイ１０４の電気的コンタクトを基板１０２の電気的コンタクトに接触させるように動かす。接合ヘッド１０６はまた、ダイ１０４をその接合温度まで加熱するために接合ヘッド１０６が加熱（例えば、３５０℃まで）されている間、ダイ１０４を基板１０２に対して押し付けて、所定の位置に正確に保持することができる。それにより、ハンダは、熱圧着プロセスの接合の際に、その融点（例えば、２４０℃）以上に加熱される。

【0010】

それにより、サイト１０８が微細なピッチのバンプ１１２を有する場合にも、ダイ１０４をサイト１０８で基板１０２に接合することができる。さらに、他のダイ（図示せず）もまた、例えば、サイト１１０で基板１０２に接合することができる。このことにより、単一の基板１０２における複数のダイの異種集積が可能になり、高性能コンピューティング及び人工知能ハードウェアを支援することができる。

【0011】

図２Ａ及び図２Ｂは、組み立てられているＩＣＰＳシステム１００の側面図である。より具体的には、図２Ａは、それぞれの接合温度における基板１０２及びダイ１０４の図であり、接合温度は、ハンダの融点より高くすることができる。幾つかの実施形態において、基板１０２及びダイ１０４の接合温度は同じであり、他の実施形態においては、それらは異なる。例えば、接合ステージ１０３の接合温度は１００℃とすることができ、接合ヘッド１０６の接合温度は３５０℃とすることができ、その結果、ハンダ・バンプ１２２を少なくとも２４０℃まで加熱することができる。他の実施形態において、例えば、ハンダ・バンプ１２２の接合温度がそれらの材料の融点より高く、例えば、Ｓｎ－Ｃｕハンダでは２２７℃、Ｓｎ－Ａｇハンダでは２２１℃、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕハンダでは２１７℃、又はＳｎ－Ｂｉハンダでは１３８℃であれば、他の接合温度を用いることができる。

【0012】

図示された実施形態において、接合ヘッド１０６は、ダイ１０４を基板１０２と位置合わせするように保持する。このことは、基板１０２の上のバンプ１１２Ｃ、１１２Ｆ、及び１１２Ｉが、ダイ１０４の上のポスト（又はピラー）１１８Ｃ、１１８Ｆ、及び１１８Ｉと位置合わせされていることによって明示され、これは、一致する中心線１２０Ｃ、１２０Ｆ、１２０Ｉによって示される。図２Ａには、対応するバンプ／ポストの対１１２Ｃ／１１８Ｃ、１１２Ｆ／１１８Ｆ、及び１１２Ｉ／１１８Ｉのみが示されているが、対応するバンプ／ポストの他の対１１２／１１８（ダイ１０４は９つのポスト１１８Ａ～１１８Ｉ（まとめて「ポスト１１８」）を含むことができるので）もまた、基板１０２及びダイ１０４がそれらの対応する接合温度にあるときに位置合わせされることになる。

【0013】

図２Ａには、さらにハンダ・バンプ１２２Ｃ、１２２Ｆ、及び１２２Ｉが示されているが、各々のポスト１１８は、それぞれハンダ・バンプ１２２Ａ～１２２Ｉ（まとめて「ハンダ・バンプ１２２」）のうちの１つを含むことができる。ハンダ・バンプ１２２は、最初にポスト１１８の上に形成することができるが、ハンダ・バンプ１２２は、最初にバンプ１１２に取り付けられるようにすることもできる。図示された実施形態において、ハンダ・バンプ１２２は、高さ３μｍ以上、例えば７μｍにすることができる。バンプ１１２、ポスト１１８、及びハンダ・バンプ１２２は、銅などの金属のような電導材料で構成される。例えば、バンプ１１２は、銅、ニッケル、パラジウム、又は金で構成することができ、ポスト１１８は、銅又はニッケルで構成することができ、ハンダ・バンプ１２２は、錫、銅、銀、インジウム、又はビスマスなどの比較的低い融点の金属で構成することができる（前述のように）。それにより、接合ヘッド１０６がポスト１１８をバンプ１１２に対して保持すると、ハンダ・バンプ１２２が流れて、バンプ／ポスト １１２／１１８の各々のペア（この構成は図２Ａ又は２Ｂには示されていないが）を電気的かつ機械的に接続することができる。

【0014】

対照的に、図２Ｂは、基板１０２及びダイ１０４が、それぞれ、典型的には１００℃及び１５０℃などの高温であるそれらの位置合わせ温度で、適切に位置合わせされている図である。図示された実施形態において、基板１０２は、主に電気的絶縁体のガラスで補強されたポリマ材料で構成することができ、ダイ１０４は、主にシリコンなどの半導体材料で構成することができる。従って、基板１０２及びダイ１０４は、異なる熱膨張率（ＣＴＥ）を有することがある。例えば、基板１０２のＣＴＥは、少なくとも、１℃当たり１００万分の２（ｐｐｍ／℃）だけ、ダイ１０４のＣＴＥとは異なるものとするができる。幾つかの実施形態において、基板１０２のＣＴＥは、ダイ１０４より大きく、このことは、図２Ｂにおいて、基板１０２がダイ１０４より低い接合温度を有するにも関わらず、ダイ１０４がその接合温度から収縮したよりも基板１０２がその接合温度からより大きく収縮したことによって示される。

【0015】

ダイ１０４が基板１０２に適切に接合されることを確実にするために、ダイ１０４は、位置合わせ温度で基板と位置合わせされる。これは、例えば、基板１０２とダイ１０４との間にカメラ（図示せず）を挿入し、基板１０２及びダイ１０４の可視マーク（図示せず）が位置合わせされていることを確認することによって、行うことができる。ダイ１０４及び基板１０２のそれぞれの接合温度における熱膨張の違いのために、ダイ１０４が位置合わせ温度で基板１０２と適切に位置合わせされるとき、ポスト１１８は、対応するバンプ１１２と位置合わせされないことになる。このことは、バンプ１１２の中心線１２４Ｃ、１２４Ｆ、及び１２４Ｉ（まとめて「中心線１２４」）が、それぞれ、ポスト１１８の中心線１２６Ｃ、１２６Ｆ、及び１２６Ｉ（まとめて「中心線１２６」）からオフセットされていることによって明示される。従って、基板１０２を設計するときに、基板１０２とダイ１０４との間の異なる熱膨張量を考慮して、各々のバンプ１１２の位置を補正する（すなわち、基板１０２の表面を横切って移動させる）ことができる。

【0016】

図示された実施形態において、ダイ１０４は、基板１０２の中心に対して非対称に配置される。このことは、基板中心線１２８Ｚがダイ中心線１３０Ｚから離間されていることによって示される。このことは、例えば、基板１０２にさらに接合されるべき他のダイが存在するので、ダイ中心線１３０Ｚが基板中心線１２８Ｚに一致するように配置することができないために、起こり得る。熱膨張の際、オブジェクトは、それらの熱中心に対して膨張することがある。対称的な形状のオブジェクトにおいては、これは、そのオブジェクトの中心となり得る。このことは、一般に、基板１０２が基板中心線１２８Ｚから横方向に（Ｘ方向に）膨張することになり、一方で、ダイ１０４は、ダイ中心線１３０Ｚから横方向に（Ｘ方向に）膨張することになることを意味する。従って、基板１０２を設計するとき、基板中心線１２８Ｚとダイ中心線１３０Ｚとの位置の差を考慮して、各々のバンプ１１２の位置を、以前に補正された位置からオフセットする（すなわち、基板１０２の表面を横切って動かす）ことができる。より具体的には、各々のバンプ１１２の位置は、基板中心線１２８Ｚに対してオフセットすることができる。そのようなオフセットは、図２Ｂにおいて、中心線１２４Ｃと中心線１２６Ｃとの間の距離の差が、中心線１２４Ｉと中心線１２６Ｉとの間の距離における差より大きく、中心線１２４Ｆと中心線１２６Ｆとが一致しないことによって明示される。それにより、バンプ１１２のオフセットは、中心線１３０Ｚに対して非対称にすることができ、結果として得られるバンプ１１２のアレイは、位置合わせ温度において、中心線１３０Ｚに対して非対称とすることができる。さらに、ポスト１１８のアレイは、非対称的であり、位置合わせ温度でダイ１０４が基板１０２と適切に位置合わせされるときにバンプのアレイ１１２と位置合わせされない場合がある。

【0017】

対照的に、バンプ１１２が、基板１０２及びダイ１０４の熱膨張のために補正されるだけであれば、バンプ１１２は、中心線１３０Ｚに対して位置決めされることになる。そのようなシナリオにおいては、中心線１２４Ｃと中心線１２６Ｃとの間の距離の差は、中心線１２４Ｉと中心線１２６Ｉとの間の距離の差に等しくなり、中心線１２４Ｆと中心線１２６Ｆは一致することになる。位置合わせ温度でバンプ１１２を単に補正することは、バンプがさらに離間されることになり、それ自体がより大きくなり得るので、粗いピッチ・アレイを使用するときには容認される場合がある。しかし、位置合わせ温度でバンプ１１２を補正しオフセットすること（別名では、調節すること）によって、接合温度でのポスト１１８のアレイに対するバンプ１１２のアレイの位置決めの精度が高まるため、適切に接続することができるより小さいバンプを有する微細ピッチ・アレイを使用することができるようになる。さらに、組み立てられた基板１０２及びダイ１０４が室温まで冷却された後の（それらの接合後の）各々のハンダ・バンプ１２２の歪み量を最小にすることができる。

【0018】

図３は、ダイ１０４及びダイ１３２で組み立てられた基板１０２の上面図である。図示された実施形態において、ダイ１０４は、サイト１０８（図１に示される）で基板１０２に接合され、ダイ１３２は、サイト１１０（図１に示される）で基板１０２に接合される。バンプ１１２及び１１４は、それらの位置の調節を議論する目的でファントムとして示されており（ただし、それらの全てが参照数字を含むわけではない）、基板中心線１２８Ｘ、１２８Ｙ、ダイ中心線１３０Ｘ、１３０Ｙ、及び、ダイ中心線１３４Ｘ、１３４Ｙも描かれている。基板中心線１２８Ｘ、１２８Ｙは、基板中心１３６で合流し、ダイ中心線１３０Ｘ、１３０Ｙは、ダイ中心１３８で合流し、ダイ中心線１３４Ｘ、１３４Ｙは、ダイ中心１４０で合流する。

【0019】

以前に論じたように、バンプ１１２の位置は、位置合わせ温度と接合温度との間の熱膨張を考慮して、基板１０２上のダイ１０４の非対称な位置決めを含む基板１０２の設計時に調節することができる。このことは、図２Ｂにおいては１次元で描かれたが、図３に示されるように、同じ理論を２次元でも適用することができる。位置合わせ温度での各々のバンプ１１２の位置を得るために、各々のバンプ１１２は、最初に位置合わせ温度でポスト１１８（図２Ａに示される）の位置に一致するように配置される。これらの最初の位置からの各々のバンプ１１２の調節は、以下の式１～６に従って行うことができる。
式１： comp_x = PX *[CTE_sub*(T_sub_bo-T_sub_al) -CTE_die*(T_die_bo-T_die_al)];
式２： off_x=DX*[CTE_ sub*(T_ sub_bo-T_sub_al)];
式３： adjust_x=comp_x+off_x;
式４： comp_y = PY *[CTE_sub*(T_sub_bo-T_sub_al) -CTE_die*(T_die_bo-T_die_al)];
式５：off_y=DY*[CTE_sub*(T_sub_bo-T_sub_al)];
式６：adjust_y=comp_y+off_y;
ここで、これらの式中の要素は以下の意味を有する（アルファベット順）：
ａｄｊｕｓｔ＿ｘは、Ｘ方向における熱膨張によるバンプの位置の全調節量である；
ａｄｊｕｓｔ＿ｙは、Ｙ方向における熱膨張によるバンプの位置の全調節量である；
ｃｏｍｐ＿ｘは、Ｘ方向におけるバンプの位置の補正量である；
ｃｏｍｐ＿ｙは、Ｙ方向におけるバンプの位置の補正量である；
ＣＴＥ＿ｓｕｂは、基板１０２の熱膨張率である；
ＣＴＥ＿ｄｉｅは、ダイ１０４の熱膨張率である；
ＤＸは、Ｘ方向におけるダイ中心１３８から基板中心１３６までの距離である；
ＤＹは、Ｙ方向におけるダイ中心１３８から基板中心１３６までの距離である；
ｏｆｆ＿ｘは、Ｘ方向におけるバンプ位置のオフセットの量である；
ｏｆｆ＿ｙは、Ｙ方向におけるバンプ位置のオフセットの量である；
ＰＸは、Ｘ方向における調節されたバンプ１１２からダイ中心１２８までの距離である；
ＰＹは、Ｙ方向における調節されたバンプ１１２からダイ中心１２８までの距離である；
Ｔ＿ｓｕｂ＿ｂｏは、基板１０２の接合温度である；
Ｔ＿ｓｕｂ＿ａｌは、基板１０２の位置合わせ温度である；
Ｔ＿ｄｉｅ＿ｂｏは、ダイ１０４の接合温度である；
Ｔ＿ｄｉｅ＿ａｌは、ダイ１０４の位置合わせ温度である。

【0020】

式１～６に示されるように、各々のバンプ１１２の補正は、ダイ中心１３８に対するその位置に依存する。しかし、各々のバンプ１１２のオフセットは、基板１０２に対するダイ１０４の位置に依存する。より具体的には、オフセットは、基板中心１３６に対するダイ中心１３８の位置に依存し、サイト１０８（図１に示される）にある各々のバンプ１１２に関しても同様である。各々のバンプ１１２についてＸ及びＹ方向の両方の全体の調節量がそれぞれ計算されると、結果として得られる調節ベクトルを最初の位置に加えて、各々のバンプ１１２の調節された位置を得ることができる。図３には、いずれも基板中心１３６に向かう２つの例示的な調節ベクトル１４２Ｂ、１４２Ｈが、それぞれバンプ１１２Ｂ、１１２Ｈについて示される。それにより、バンプ１１２の位置は、基板中心１３６に対して熱的に補正され、ダイ１０４に対して非対称となる。

【0021】

対照的に、基板１０２は、バンプ１１４のオフセットがないサイト１１０（図１に示される）を含むことができる。各々のバンプ１１４の位置をその最初の位置から計算するためには、式１及び式４のみを使用することができる。結果として得られる調節ベクトルは、それぞれバンプ１１４Ａ、１１４Ｃについての２つの例示的な調節ベクトル１４４Ａ、１４４Ｃによって示されるように、ダイ中心１４０に向かう。それにより、バンプ１１４の位置は、ダイ中心１４０に対して熱的に補正され、ダイ１３２に対して対称的となる。前述のように、そのようなオフセットなしの補正は、例えば、ダイ・バンプ（図示されず）及びバンプ１１４が粗いピッチを有する場合に有用な場合がある。

【0022】

図４は、ダイ１４８で組み立てられた例示的な基板１４６の上面図である。基板１４６は、バンプ１５０Ａ～１５０Ｄ（まとめて「バンプ１５０」）（ファントムとして示される）を含む。基板１４６は、さらに、基板中心１５４で合流する基板中心線１５２、１５２Ｙを含み、ダイ１４８は、ダイ中心１５８で合流する中心線１５６Ｘ、１５６Ｙを含む。

【0023】

図示された実施形態において、ダイ中心１５８は、基板中心１５４からＸ方向にのみ離間されている。この例において、上記の式１～６内の変数は以下の通りである。
ＣＴＥ＿ｓｕｂ＝１４.６ｐｐｍ／℃；
ＣＴＥ＿ｄｉｅ＝３.２ｐｐｍ／℃；
ＤＸ＝３.５５ｍｍ：
ＤＹ＝０ｍｍ：
ＰＸ＝±５.９４５ｍｍ（バンプ１５０に依存する）；
ＰＹ＝±１４.５２５ｍｍ（バンプ１５０に依存する）；
Ｔ＿ｓｕｂ＿ｂｏ＝１００℃；
Ｔ＿ｓｕｂ＿ａｌ＝２５℃；
Ｔ＿ｄｉｅ＿ｂｏ＝２４０℃：
Ｔ＿ｄｉｅ＿ａｌ＝２５℃。

【0024】

式１及び４による作業は、それぞれ、バンプ１５０Ａについて＋２．４２μｍ及び－５．９１μｍ、バンプ１５０Ｂについて＋２．４２μｍ及び＋５．９１μｍ、バンプ１５０Ｃについて－２．４２μｍ及び－５．９１μｍ、バンプ１５０Ｄについて－２．４２μｍ及び＋５．９１μｍのＸ方向及びＹ方向の補正をもたらす。式２及び５による作業は、各々のバンプ１５０について、それぞれ＋３．８８μｍ及び０.００μｍのＸ方向及びＹ方向のオフセットを生じる（ダイ中心１５８がＹ方向において基板中心１５４から間隔を空けられていないため）。式３及び式６による作業は、それぞれ、バンプ１５０Ａについて＋６.３０μｍ及び－５．９１μｍ、バンプ１５０Ｂについて＋６.３０μｍ及び＋５．９１μｍ、バンプ１５０Ｃについて１.４６μｍ及び－５．９１μｍ、バンプ１５０Ｄについて－１.４６μｍ及び＋５．９１μｍのＸ方向及びＹ方向の調節をもたらす。

【0025】

図５は、ＩＣＰＳシステム１００を作成する方法１７０のフローチャートである。方法１７０の議論の際には、図１～図４からの特徴及び参照数字を用いることができる。図示された実施形態では、ブロック１７２において、各々のポスト１１８が、ダイ接合温度でダイ１０４の上に配置される。ブロック１７２は、例えば、ダイ接合温度でダイ１０４を測定することにより、又は、ダイ１０４の製造者からの仕様に基づいてダイ１０４の熱膨張を計算することによって、行うことができる。ブロック１７４において、基板接合温度での各バンプ１１２の位置が、ダイ接合温度での各々のポスト１１８の位置に対応するように確立される。ブロック１７６において、各々のバンプ１１２の位置が、基板位置合わせ温度での基板中心１３６に対する熱膨張のために調節される。ブロック１７８において、基板１０２が、それぞれの調節された位置に配置されたバンプ１１２を有するように作製される。

【0026】

ブロック１８０において、ダイ１０４が接合ヘッド１０６に、例えば接合ヘッド１０６が真空圧を用いてダイ１０４をピック・アップすることによって、取り付けられる、ブロック１８２において、基板１０２が接合ステージ１０３に、例えば真空圧を用いて取り付けられる。ブロック１８４において、ダイ１０４がダイ位置合わせ温度まで加熱され、基板１０２が基板位置合わせ温度まで加熱される。ブロック１８６において、ダイ１０４が、位置合わせ温度で基板１０２に位置合わせされる。ブロック１８８において、接合ヘッド１０６をヘッド接合温度まで加熱することができ、これによって、基板１０２を基板接合温度まで加熱する。ブロック１９０において、ダイ１０４は、ダイ１０４がダイ接合温度まで加熱されている間に基板１０２に接触するように押し付けられ、これにより、ダイ１０４を基板１０２に熱圧着によって接合する。ブロック１９２において、接合ヘッド１０６がダイ１０４から離される。

【0027】

本発明の様々な実施形態の説明が、例示のために提示されたが、網羅的であること又は開示された実施形態に限定することを意図したものではない。当業者には、説明された実施形態の範囲から逸脱しない多くの修正物及び改変物が明白となるであろう。本明細書で使用された用語は、実施形態の原理、実際的応用、又は市場に見出される技術を超える技術的改善、を最もよく説明するため、又は、当技術分野における通常の技能を有する他者が本明細書において開示された実施形態を理解できるように、選ばれたものである。

【0028】

本発明の好ましい実施形態において、第１の熱膨張率を有する、コネクタの第１のアレイを含む基板と、第１の熱膨張率とは異なる第２の熱膨張率を有する、コネクタの第２のアレイを含む第１のダイとを備える集積回路パッケージ基板（ＩＣＰＳ）システムが提供され、ここで、第１のダイは、コネクタの第１のアレイとコネクタの第２のアレイとを接続することによって基板に熱圧着され、第１のダイは、基板中心に対して非対称に配置され、コネクタの第１のアレイは、第１のダイの中心に対して非対称に熱的に調節される。本ＩＣＰＳシステムはさらに、コネクタの第３のアレイを備える第２のダイと、第２のダイの中心に対して対称的に熱的に調節された、基板上のコネクタの第４のアレイとを備えることができる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】