專利名稱：具有凹槽的微電子芯片與繩式配線元件的組件及裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及至少一個微電子芯片與配線元件的組件，該芯片包括用于嵌入配線元件的縱向凹槽。
背景技術(shù)：
目前，存在眾多用于使微電子芯片彼此機械并電連接的技術(shù)。當(dāng)芯片形成在基板上且已通過切割分開時，傳統(tǒng)的技術(shù)包括在芯片之間進(jìn)行剛性的機械連接。于是，芯片被固定在剛性支撐上，繼而在保護(hù)涂層形成前進(jìn)行電連接。這樣的方法在于在剛性支撐上進(jìn)行連接，并傳統(tǒng)上在芯片連接過程中存在大的復(fù)雜性時使用。然而，該方法具有使用剛性機械支撐的主要缺點，這尤其不適合于柔性結(jié)構(gòu)的集成。申請人:提交的文件W02008/025889描述了包括兩個平行的主表面1、2和接合兩個主表面1和2的側(cè)表面3a、3b的微電子芯片，如圖1所示。側(cè)表面3a、3b中的至少一個包括凹槽4，該凹槽4提供有電連接元件(未示出)并且形成配線元件5的殼。電連接元件由凹槽4的金屬涂敷來實現(xiàn)。然后，配線元件5通過利用附加材料的焊接、通過電解、通過粘合或者通過嵌入而被固定到凹槽4。如果微電子芯片需要兩個獨立的數(shù)據(jù)總線，這就需要在兩個獨立的側(cè)表面上制作兩個凹槽，每個凹槽4包括不同的電連接元件。因此，兩個數(shù)據(jù)總線通過兩個不同凹槽中設(shè)置的兩個導(dǎo)電配線元件5的組合而實現(xiàn)。只要數(shù)據(jù)總線的數(shù)量不增加，就不會引起生產(chǎn)問題。如果芯片需要十個左右不同的連接，則實際上不可能實現(xiàn)這些連接，除非在主表面1和2上增加連接端子，從而使微電子芯片超載并使組件的柔性降低。此外，在組件包括通過配線元件而彼此連接的幾個芯片的情況下，這些芯片必須共享該數(shù)據(jù)總線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是實現(xiàn)配線元件和芯片間的組件，該組件不存在現(xiàn)有技術(shù)的缺點。該目標(biāo)試圖這樣來實現(xiàn)，配線元件是縱軸基本上平行于凹槽的軸的繩且包括覆蓋有絕緣物質(zhì)的至少兩個導(dǎo)電配線，在凹槽中，芯片包括至少一個導(dǎo)電凸塊，該凸塊僅與繩的導(dǎo)電配線中的一個的剝開區(qū)域電接觸。根據(jù)第一替代實施例，該組件包括通過繩連接的至少兩個芯片，繩的一個導(dǎo)電配線與一個芯片的凸塊接觸。根據(jù)第二替代實施例，繩的一個導(dǎo)電配線與至少兩個芯片的凸塊接觸。根據(jù)另一個替代實施例，所述芯片包括與繩的不同的導(dǎo)電配線一樣多的凸塊，每個凸塊與繩的相應(yīng)配線電接觸。根據(jù)設(shè)計，每個凸塊至少設(shè)置在凹槽的第一側(cè)壁上，并且每個凸塊形成用于通過在每個凸塊和凹槽的與所述凸塊相對的第二側(cè)壁之間夾緊繩而使繩在凹槽中固定的裝置。本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)是提供實現(xiàn)具有凹槽的微電子芯片與繩形式的配線元件的組件的方法。該方法包括形成嵌入凹槽的繩，所述繩通過在每個凸塊和與所述凸塊相對的側(cè)壁之間夾緊而被固定，并且該方法還包括剝開繩的導(dǎo)電配線的設(shè)計為與對應(yīng)的凸塊接觸的區(qū)域。


通過下面對本發(fā)明具體實施例的描述，其它優(yōu)點和特征將變得更加明顯易懂，本發(fā)明的具體實施例僅處于非限定性示例的目的并示出在附圖中，其中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過在凹槽中嵌入而將微電子芯片連接到配線元件。圖2以側(cè)視圖示出了用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的組件的微電子芯片的示例。圖3以沿著圖2的A-A線剖取的截面圖示出了微電子芯片。圖4以沿著圖2的B-B線的視圖示出了繩式配線元件已經(jīng)插入的微電子芯片。圖5示出了凹槽中的連接凸塊的替代實施例，類似于沿著圖2的A-A線的截面圖。圖6和7示出了連接微電子芯片與配線元件的方法。圖8、9和10示意性地示出了組件的可能的電連接的類型。
具體實施例方式微電子芯片可以用于形成鏈串形式的芯片組件。于是，各芯片通過配線元件而彼此連接。這種應(yīng)用中使用的芯片優(yōu)選具有小于5mm或者甚至小于Imm的尺寸。根據(jù)本發(fā)明的組件實際上尤其適合于小尺寸芯片，因為可以使小尺寸芯片的處理和連接更加容易。如圖2所示，這樣的微電子芯片包括例如兩個主表面1、2和接合該兩個主表面1 和2的側(cè)表面3a和北。側(cè)表面3a、3b中的至少一個包括用于嵌入配線元件5的縱向凹槽 4。凹槽4由兩個側(cè)壁IOa和IOb限定，該兩個側(cè)壁IOa和IOb能夠由面11接合到凹槽4 的底部。該類型的芯片可以為兩個微電子部件的組合形式或者微電子部件6和對向板7的組合形式，如圖2所示。兩個部件或者部件和對向板具有基本上相同的尺寸，并且通過間隔物8而彼此接合。間隔物8的尺寸小于微電子部件6的尺寸，從而間隔物8的設(shè)置使得能自然獲得至少一個凹槽4。芯片還可以包括位于間隔物8的每側(cè)的兩個凹槽，如圖2所示。 帶有間隔物8的裝配能使凹槽4通過芯片的裝配而獲得，從而避免了進(jìn)行制造時可能很復(fù)雜且對芯片的完整性有風(fēng)險的加工步驟。于是，凹槽4為U形，并由基本上平行的兩個側(cè)壁 IOa和IOb限定，該兩個側(cè)壁IOa和IOb通過形成凹槽4的底部的面11而彼此接合。對向板7可以由玻璃、復(fù)合材料等制造。芯片設(shè)計為通過配線元件5來連接，配線元件5由形成繩(strand)且彼此絕緣的至少兩個導(dǎo)電配線形成。繩的意思是扭(twist)在一起的至少兩個配線的組合。每個芯片的每個凹槽4包括至少一個導(dǎo)電凸塊9，在配線元件5與微電子芯片裝配之后該凸塊9僅與繩的各導(dǎo)電配線中的一個的剝開區(qū)域電接觸。如果位置適當(dāng)，配線元件5可以通過簡單的粘合固定到凹槽，例如通過在凹槽中插入環(huán)氧樹脂膠而固定到凹槽。形成繩的各導(dǎo)電配線的電絕緣優(yōu)選通過涂敷每個導(dǎo)電配線的絕緣沉積物來實現(xiàn)。 該絕緣沉積物可以為有機物例如熱塑性塑料、環(huán)氧樹脂膠，和/或無機物例如S^2或氧化鋁。因此，當(dāng)繩插入凹槽4中時，覆蓋每個導(dǎo)電配線的絕緣沉積物在配線與其凸塊9抵靠 (solicit)時被刺穿。于是，配線在剝開區(qū)域12 (圖4)的位置處與對應(yīng)的凸塊電接觸，而在區(qū)域12外絕緣。當(dāng)插入配線元件時，配線元件向?qū)?yīng)的凸塊9抵靠能使配線在接觸區(qū)域 12的位置處被刮開，從而自動剝開配線的一個區(qū)域。組件可以包括通過繩連接的至少兩個芯片。在每個芯片試圖連接到其自己的配線的情形下，繩的每個導(dǎo)電配線與各自的一個芯片的凸塊9接觸。根據(jù)圖8所示的具體示例， 三個芯片由繩形式的配線元件5連接，該繩包括三個導(dǎo)電配線，每個導(dǎo)電配線通過連接凸塊9電連接到一個芯片。芯片因此包括完全獨立的數(shù)據(jù)總線。該原理自然可以應(yīng)用于多個芯片，于是繩包括與組件包括的芯片一樣多的導(dǎo)電配線。根據(jù)替代實施例，繩的導(dǎo)電配線可以與至少兩個芯片的凸塊9電接觸。因此，如圖 9所示，組件包括三個芯片，并且組件每個端部的芯片共享同一導(dǎo)電配線，該同一導(dǎo)電配線用作例如公共數(shù)據(jù)總線。根據(jù)另一個替代實施例，芯片可以包括與繩的導(dǎo)電配線一樣多的凸塊。在圖10所示具體示例的情況下，芯片包括三個凸塊9，繩5由三個導(dǎo)電配線形成。每個凸塊9與繩的一個導(dǎo)電配線接觸，從而對于同一芯片而言能夠使連接增加。自然地，上述組件的三個示例不是限定性的。實際上可以設(shè)想任何類型的組件和連接，尤其是不同的類型可組合使用。構(gòu)成繩的導(dǎo)電配線可以對應(yīng)于數(shù)據(jù)總線或者電源連接。在絕緣沉積物為熱塑性塑料的情況下，當(dāng)繩已經(jīng)插入凹槽4且凸塊9已經(jīng)與對應(yīng)的配線密切接觸時，可以加熱所獲得的組件，以固定凹槽4中的繩，且同時在形成繩的不同配線之間保持電絕緣。根據(jù)圖2至5所示的設(shè)計，凸塊9設(shè)置在凹槽4的至少一個側(cè)壁10a、10b上，并且凸塊9通過將繩夾在每個凸塊9和凹槽4的與該對應(yīng)的凸塊9相對的側(cè)壁IOa之間而形成固定裝置。凸塊9在繩插入凹槽4時用作機械的夾緊鉗。如圖4所示，繩包括例如三個導(dǎo)電配線5ajb和5c。這三個配線的扭轉(zhuǎn)使得繩在圍繞繩的縱軸A2螺旋纏繞的各導(dǎo)電配線之間自然產(chǎn)生間隙13 (圖幻。間隙13表示在繩的外表面位置處兩個相鄰配線之間的空間。繩在間隙13位置處的直徑Di小于繩的最大直徑Dt，并小于凸塊9和凹槽的與所述凸塊9相對的側(cè)壁IOa分開的距離Dp。繩的最大直徑Dt大于距離Dp，而保持為小于或等于兩個側(cè)壁IOa和IOb分開的距離Dp因此，當(dāng)繩插入凹槽4時，繩優(yōu)選設(shè)置為使凸塊9面對間隙13，以使得繩能插入凹槽4中而不受壓迫。由此，間隙13必須能夠容納凸塊9而沒有任何摩擦。一旦繩被插入，則繩將受到沿著凹槽4的縱軸A1 (圖3)施加的牽引力T，從而能使繩的配線5ajb和5c與它們各自的凸塊9接觸(區(qū)域12)并實現(xiàn)在接觸區(qū)域12的位置處繩的導(dǎo)電配線的剝開。通過在于凹槽4的側(cè)壁IOb上設(shè)置的凸塊9和凹槽4的與凸塊9 相對的側(cè)壁IOa之間夾緊，牽引還能使繩被固定。繩通過夾緊而受到的擠壓能使其固定在凹槽4中。為了使通過夾緊的固定有效，優(yōu)選構(gòu)成繩的各導(dǎo)電配線的材料的可延展性大于構(gòu)成凸塊9及凹槽4的與凸塊9相對的側(cè)壁IOa的材料，反之亦然。處于示例的目的，配線可以由銀、鋁或者銅制成。與凸塊相對的側(cè)壁可以由硅、玻璃、環(huán)氧樹脂制成或者可能的話由厚度為500至5 μ m的氧化硅層或氮化硅層制成。凸塊可以由覆蓋金膜的鎳、銅或者鎢制成。位于凹槽4的位置處的凸塊9可以具有不同的形狀。例如，如圖5所示，它們可以具有細(xì)長的形狀，并且設(shè)置為相對于凹槽4的縱軸A1傾斜。凸塊9的傾斜優(yōu)選平行于繩的間隙13的對應(yīng)的局部傾斜，以便于繩插入凹槽4而不費力。于是，凸塊9的傾斜取決于繩的扭曲節(jié)距。繩扭曲得越大，扭曲節(jié)距實際上將變得越小，即間隙的局部軸傾向于移動接近于繩的縱軸A2方向的垂直方向。繩固定在凹槽4中是通過繩的牽引來實現(xiàn)。如前所述，牽引能使繩在每個凸塊9和凹槽4的與凸塊9相對的側(cè)壁IOa之間夾緊。傾斜凸塊9的使用意味著，當(dāng)進(jìn)行牽引時，繩將自然壓向凹槽4的底部。繩的牽引還能使凸塊9切開對應(yīng)導(dǎo)電配線的絕緣沉積物，并在凸塊9和對應(yīng)導(dǎo)電配線間的界面位置產(chǎn)生接觸。為了改善配線及其凸塊9之間在接觸區(qū)域12位置處的接觸，凸塊9優(yōu)選是鋒利的，以改善配線的剝開和刺破。凹槽可以包括單獨設(shè)計的特定凸塊以通過在凸塊9和凹槽4的與所述凸塊9相對的側(cè)壁IOa之間夾緊而使繩在凹槽中的固定得到改善。這意味著這些凸塊是不活動的。繩還可以包括不導(dǎo)電的細(xì)絲，以增加組件的強度。在微電子芯片由兩個電子部件6組成的情況下，凹槽可以包括在側(cè)壁IOa和IOb 的每一個上的凸塊9。于是，電子部件可以共享特定的數(shù)據(jù)總線或者可以彼此不同地被連接?？傮w上，裝配方法包括形成嵌入凹槽4的繩。繩通過在每個凸塊9和相對的側(cè)壁 IOa之間夾緊而被固定。繩在導(dǎo)電配線的設(shè)計為與所述凸塊接觸的區(qū)域12處被剝開。剝開由嵌入本身引起，即繩在它插入凹槽4時被嵌入并夾緊，或者剝開在繩已經(jīng)嵌入凹槽之后通過沿著凹槽的縱軸A1牽引繩而引起。根據(jù)設(shè)計，剝開在繩已經(jīng)嵌入凹槽之后通過沿著凹槽的縱軸A1牽引繩來進(jìn)行。根據(jù)替代實施例，進(jìn)行裝配的方法包括使導(dǎo)電配線插入凹槽4并位于每個導(dǎo)電凸塊9和相對的側(cè)壁IOa之間。然后，扭曲配線使得繩直接形成在凹槽4中。最后，縱向牽引繩使得剝開區(qū)域形成在每個配線上，從而實現(xiàn)導(dǎo)電配線與相應(yīng)凸塊9的電接觸。伴隨著剝開，通過在凸塊9和凹槽的與所述凸塊相對的第二側(cè)壁IOa之間夾緊牽引使繩固定。圖 6和7示出了具體的示例。微電子芯片包括三個細(xì)長的凸塊，凸塊的長度小于或等于凹槽4 的深度P。這些凸塊垂直于形成凹槽4的底部的面11。根據(jù)該示例，彼此電絕緣的三個導(dǎo)電配線5ajb和5c被并列插入凹槽4 (圖6)。每個配線5ajb和5c的直徑小于凸塊9與相對側(cè)壁IOa分開的距離Dp，配線5ajb和5c可以毫不費力地插入凹槽4。然后，三個配線直接在凹槽4中扭曲而形成繩(圖7)。在制作繩時施加在配線之間的力足以產(chǎn)生將導(dǎo)電配線壓向要連接的凸塊9的力。扭曲節(jié)距調(diào)整為使每個配線與不同的凸塊接觸。然后，在每個配線的區(qū)域12上剝開通過沿著凹槽4的縱軸A1對繩進(jìn)行牽引T而實現(xiàn)。牽引還通過在每個凸塊9和凹槽4的與所述凸塊9相對的側(cè)壁IOa之間夾緊而使繩被固定。有利地，配線和凸塊9之間的連接可以通過化學(xué)或者電化學(xué)方法而得到加強。凹槽4中繩的嵌入也可以通過電解或者通過在凹槽中插入電絕緣環(huán)氧樹脂膠來得以穩(wěn)固。這里所述實施例的眾多變化和修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。處于示例的目的，已經(jīng)描述了制作在凹槽的側(cè)表面上以與繩的配線建立電接觸的凸塊9?？梢栽O(shè)想建立接觸的其它方法，例如從使繩的配線進(jìn)入的凹槽底部突起，并使繩壓向凹槽的底部。 盡管已經(jīng)描述了通過裝配電子部件而獲得的凹槽，但是也可以設(shè)想例如通過切割或者蝕刻在芯片塊中制作凹槽。此外，容放繩的凹槽可以提供在芯片的任何表面上。芯片的表面還可以具有各種形狀，例如平坦或者凸起。
權(quán)利要求
1.一種至少一個微電子芯片與配線元件(5)的組件，所述芯片包括用于嵌入所述配線元件的凹槽G)，所述組件的特征在于，所述配線元件( 是縱軸基本上平行于所述凹槽的軸的繩且包括覆蓋有絕緣物質(zhì)的至少兩個導(dǎo)電配線，所述芯片包括位于所述凹槽中的至少一個導(dǎo)電凸塊(9)，所述凸塊僅與所述繩的所述導(dǎo)電配線中的一個的剝開區(qū)域電接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述芯片包括兩個平行的主表面(1、幻和側(cè)表面 (3a、!3b)，該側(cè)表面(3a、!3b)中的至少一個包括用于嵌入所述配線元件的縱向凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于，所述組件包括通過所述繩連接的至少兩個芯片，所述繩的一個導(dǎo)電配線與一個芯片的凸塊(9)接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于，所述繩的一個導(dǎo)電配線與至少兩個芯片的所述凸塊(9)接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于，所述芯片包括與所述繩的不同的導(dǎo)電配線一樣多的凸塊(9)，每個凸塊與所述繩的相應(yīng)配線電接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項所述的組件，其特征在于，每個凸塊(9)至少設(shè)置在所述凹槽的第一側(cè)壁(IOb)上，并且每個凸塊(9)構(gòu)成用于通過在每個凸塊(9)和所述凹槽的與所述凸塊(9)相對的第二側(cè)壁(IOa)之間夾緊所述繩而使所述繩在所述凹槽⑷ 中固定的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于，每個凸塊具有細(xì)長的形狀，并且以相對于所述凹槽的縱軸(A1)傾斜的方式設(shè)置。
8.一種實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求6和7之一的組件的方法，其特征在于，該方法包括形成嵌入所述凹槽的繩，所述繩通過在每個凸塊(9)和與所述凸塊(9)相對的所述側(cè)壁(IOa)之間夾緊而被固定，并且所述方法還包括剝開所述繩的所述導(dǎo)電配線的設(shè)計為與對應(yīng)的凸塊接觸的區(qū)域(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在嵌入的同時進(jìn)行剝開。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在嵌入之后通過沿著所述凹槽(4)的縱軸牽引所述繩來進(jìn)行剝開。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在構(gòu)成所述繩的所述配線插入所述凹槽 (4)之后通過扭曲而形成嵌入的繩，然后通過牽引所述繩進(jìn)行剝開和固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及至少一個微電子芯片與配線元件(5)的組件，該芯片具有用于嵌入配線元件的凹槽(4)。配線元件(5)是縱軸基本上平行于凹槽的軸的繩且包括覆蓋有絕緣物質(zhì)的至少兩個導(dǎo)電配線(5a，5b，5c)。芯片在凹槽(4)中包括至少一個導(dǎo)電凸塊(9)，該凸塊僅與繩的導(dǎo)電配線中的一個的剝開區(qū)域電接觸。
文檔編號H01L23/48GK102197481SQ200980141702
公開日2011年9月21日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者多米尼克·維卡德, 蘇菲·沃倫, 讓·布龍 申請人:原子能和代替能源委員會