JP2013243345A5

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Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2017-09-21
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Description

超薄埋設ダイモジュール及びその製造方法

本発明の実施形態は、一般に集積回路パッケージに関し、より詳細には、チップボンドパッド又は電気部品接続パッドへの直接的な低抵抗金属インターコネクトを使用して、高デバイス速度、低電力消費、及び小型化が可能となる埋設ダイビルドアップに関する。埋設ダイモジュールは１以上のダイ又は電子部品を内蔵するものとして製造することができる。複数のラミネート可撓性層を通ってルーティングされた金属インターコネクトによって、複数のダイ又は電子部品を入力／出力システムに電気的に接続する。

集積回路がますます小さくなり、動作性能がより良好になるにつれて、集積回路（ＩＣ）パッケージング用のパッケージング技術は、それに応じてリード付パッケージから、ラミネート系ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージへ、チップスケールパッケージング（ＣＳＰ）へ、次にフリップチップパッケージ、さらに現在は埋設ダイ／埋込みチップビルドアップパッケージングへと進化した。ＩＣチップパッケージング技術の進歩は、より優れた性能、さらなる小型化、より高い信頼性を実現することがますます求められることによって拍車がかけられている。新たなパッケージング技術は、大規模製造を目的とするバッチ製造の可能性をさらにもたらし、これによって規模の経済をもたらすものでなければならない。

ＩＣチップパッケージング要件の拡大により、既存の埋設ダイビルドアッププロセスが困難になる。すなわち、多くの現在の埋設ダイモジュールでは、リディストリビューション層を増やすことが望ましく、８層以上のリディストリビューション層が一般的である。１以上のダイがＩＣ基板上に最初に置かれ、その後リディストリビューション層が層毎に付着される標準的な埋設ダイビルドアッププロセスは、ルーティング及びインターコネクションシステムに湾曲を引き起こすことがあり、成形エポキシ応力バランス層又は金属補強材の使用を必要とする。

既存の埋設ダイビルドアッププロセスに対する別の難題は、製造サイクル／ビルドアップサイクルの時間である。ビルドアップ時間を増す主な要因は、複数のベーキング段階など、埋設ダイモジュールに含まれる複数の接着層を硬化させるために実施される複数の硬化段階である。

米国特許第８００８１２５号

したがって、製造サイクル時間を短縮し、補強材を使用せずにモジュールの湾曲を最小にしつつ複数のラミネート層を付着させることができる埋設ダイ用の製造方法が求められている。

本発明の実施形態は、完全にバランスのとれたモジュールの構成をもたらす両面方式で複数のラミネート可撓性層をダイの周りに付着させる埋設ダイモジュールビルドアッププロセスを提供することによって、上述の短所を克服する。モジュール内の複数の接着剤層を硬化させるために、１回の硬化段階が実施され、これによってビルドアップ時間を短縮する。

本発明の一態様によれば、埋設ダイモジュールを形成する方法は、初期ラミネート可撓性層を用意する段階と、初期ラミネート可撓性層の内部及び表面に複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成する段階であって、複数の金属インターコネクトが、初期ラミネート可撓性層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトを形成するようにそれぞれのビアを通って延在する段階と、初期ラミネート可撓性層を貫通するダイ開口部を形成する段階を含む。本方法はまた、第１の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって初期ラミネート可撓性層の第１の固定する段階と、初期ラミネート可撓性層のダイ開口部内で接着材料上にダイを配置する段階と、第２の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって初期ラミネート可撓性層の第２の表面に固定する段階と、第１の未切断ラミネート可撓性層と初期ラミネート可撓性層との間及び第２の未切断ラミネート可撓性層と初期ラミネート可撓性層との間の接着材料を硬化させる段階と、第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の内部及び表面に複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成する段階であって、複数の金属インターコネクトの各々が、それぞれのビアを通って延在し、初期ラミネート可撓性層上の金属インターコネクト及びダイ上のダイパッドのうちの一方にメタライズされる段階とを含む。

本発明の別の一態様によれば、埋込みチップパッケージを形成する方法は、中央ラミネート層中に複数のビアを形成する段階と、中央ラミネート層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトが形成されるように、複数のビアを通って延在する複数の金属インターコネクトを形成する段階と、中央ラミネート層を貫通するチップ開口部を形成する段階と、第１の未切断ラミネート層を接着材料によって中央ラミネート層の第１の表面に付着させる段階と、中央ラミネート層のチップ開口部内で接着材料上にチップを配置する段階であって、チップが中央ラミネート層の厚さに等しい厚さを有する段階とを含む。本方法はまた、第２の未切断ラミネート層を接着材料によって中央ラミネート層の第２の表面に付着させる段階と、第１の未切断ラミネート層と中央ラミネート層との間及び第２の未切断ラミネート層と中央ラミネート層との間の接着材料を硬化させる段階と、複数の金属インターコネクトの各々が、それぞれのビアを通って延在し、中央ラミネート層上の金属インターコネクト及びチップ上のチップパッドのうちの一方に直接メタライズされるように、複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成するために第１及び第２の未切断ラミネート層をパターニングする段階を含む。

本発明のさらに別の一態様によれば、埋込みチップパッケージは、複数のビア及びこの複数のビアを通って延在する複数の金属インターコネクトを形成するために中央ラミネート層を事前パターニングし、複数の金属インターコネクトが中央ラミネート層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトを形成する段階を含むプロセスによって製造される。本プロセスはまた、中央ラミネート層を貫通するダイ開口部を形成する段階と、第１の未切断ラミネート層を接着材料によって中央ラミネート層の第１の表面に付着させる段階と、中央ラミネート層のダイ開口部内で接着材料の上にダイを配置する段階であって、ダイが中央ラミネート層の厚さに等しい厚さを有する段階と、第２の未切断ラミネート層を接着材料によって中央ラミネート層の第２の表面に付着させる段階と、第１の未切断ラミネート可撓性層とベースラミネート可撓性層との間及び第２の未切断ラミネート可撓性層とベースラミネート可撓性層との間の接着材料を同時に一緒に硬化させる段階と、複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成するために第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の両面パターニングを実行する段階であって、第１の未切断ラミネート可撓性層の複数のビア及び複数の金属インターコネクトが第１の方向から形成され、第２の未切断ラミネート可撓性層の複数のビア及び複数の金属インターコネクトが第１の方向とは逆の第２の方向から形成される段階を含む。

これらの及びその他の利点及び特徴は、添付の図面と共に本方法の好ましい実施形態の下記の詳細な説明を併せ読めばさらに容易に理解されるであろう。

図面は、本発明を実行するために現在想定される実施形態を図示する。

本発明の一実施形態による複数の埋設ダイモジュールの上面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による製造／ビルドアッププロセスの様々な段階中の埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態によるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージに連結した埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による埋設ダイモジュールの積層した配列の模式的な断面側面図である。本発明の一実施形態による埋設ダイモジュールの模式的な断面側面図である。

本発明は、埋設ダイモジュール（ずなわち、埋込みチップパッケージ）を形成する方法を提供する。埋設ダイモジュールは、ラミネート可撓性層及びこのラミネート層に関連してチップ又は電気部品を配置することを使用して製造される。埋設ダイモジュール中の（１以上の）ダイ／電気部品は、パターンを形成したラミネート層中に形成した金属インターコネクトによってもたらされる直接金属接続によって入力／出力（Ｉ／Ｏ）システムに接続される。

本発明の実施形態は、複数のパターンを形成したラミネート可撓性層（ずなわち、リディストリビューション層）内に埋め込まれた１以上のダイ（すなわち、チップ）を含む埋設ダイモジュールのビルドアップに関する。埋設ダイモジュール中に埋め込まれたチップが、以下具体的にダイ又はチップとして図１〜図１２の実施形態において参照されるが、他の電気部品をダイの代わりに埋設ダイモジュール中で置き換えることができ、したがって、本発明の実施形態は、埋設ダイモジュール中にチップ／ダイを埋め込むことだけに限定されないことを理解されたい。すなわち、下記の埋設ダイモジュール実施形態におけるダイ／チップの使用は、埋設ダイモジュール中に設けることができる抵抗器、キャパシタ、インダクタ、又は他の類似のデバイスなどの他の電気部品を網羅することをも理解されたい。

図１を参照して、複数の製造した埋設ダイモジュール１０又は埋込みチップパッケージを、本発明の例示的な実施形態にしたがって示す。各埋設ダイモジュール１０は、複数のラミネート可撓性層１４（すなわち、リディストリビューション層）と接続され、その内部に埋め込まれた１以上のチップ１２（すなわち、ダイ）を含む。各チップ１２は、シリコン又はＧａＡｓなどの半導電性材料から形成され、集積回路（ＩＣ）レイアウトがその表面上に形成されるように準備される。複数のラミネート層１４の各々は、（１以上の）チップ１２に関連して置くことができる事前成形したラミネートシート又は膜の形態である。ラミネート層１４を、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）、Ｕｌｔｅｍ（登録商標）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、又は液晶ポリマー（ＬＣＰ）もしくはポリイミド材料などの別のポリマー膜から形成することができる。図１に示すように、各埋設ダイモジュール１０は、埋設ダイモジュールビルドアッププロセスが枠１６上で実行された状態で、隣接する埋設ダイモジュール１０間の領域内のラミネート層１４を貫通してダイシングすることによって形成される。

図２〜図１０を参照して、複数の埋設ダイモジュール１０の各々を製造するための技法を、本発明の一実施形態にしたがって説明する。単一埋設ダイモジュールビルドアッププロセスの断面を、ビルドアッププロセスの可視化を容易にするために図２〜図１０の各々に示す。

本発明の一実施形態によれば、埋設ダイモジュールビルドアッププロセスは、未切断の初期又は「中央」ラミネート可撓性層１８を用意し、パターニングすることで始まる。一実施形態によれば、初期ラミネート可撓性層１８は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ラミネート可撓性物の形態であるが、上に引用したように、Ｕｌｔｅｍ（登録商標）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、又は液晶ポリマー（ＬＣＰ）もしくはポリイミド材料などの別のポリマー膜などの他の適切な材料をやはり採用することができる。初期ラミネート可撓性層１８は、下記に詳細に説明するように、初期ラミネート可撓性層１８中に形成した開口部内に超薄ダイを配置することに適応するために、５０マイクロメートル近辺の厚さを有する。

図２の初期ラミネート可撓性層１８をパターニングする際に、ラミネート層を貫通する複数のビア２０を形成する。例示的な実施形態によれば、ビア２０を、レーザアブレーションプロセス又はレーザ穿孔加工プロセスによって形成する。或いは、プラズマエッチングプロセス、フォトデフィニションプロセス、又は機械的穿孔加工プロセスを含む他の方法によって、ビア２０を形成することができることをも理解されたい。ビア２０を形成すると、金属層／材料（例えば、シード金属及び／又は銅）を次に、例えば、スパッタリング、電気めっき、及び／又は無電解塗工プロセスによってラミネート可撓性層１８上に付着させ、それから金属インターコネクト２２へと形成する。本発明の一実施形態によれば、ビア２０を通って延在し、初期ラミネート可撓性層１８の第１の表面２４及び初期ラミネート可撓性層１８の第２の表面２６の各々にインターコネクト２２を形成する金属インターコネクト２２を形成するように、金属層／材料をパターニングしエッチングする。別の一実施形態によれば、初期ラミネート可撓性層１８表面／内部に既に形成した複数のビア２０及び複数の金属インターコネクト２２を有する「事前にパターニングした」層として、初期ラミネート可撓性層１８を設けることができることを理解されたい。

埋設ダイモジュールビルドアッププロセスの次の段階では、図３に示すように、ダイ開口部２８を、初期ラミネート可撓性層１８中に形成する。ダイ開口部２８は、その中に配置すべきダイ（すなわち、図６のダイ３０）のサイズ及び形状と基本的に整合するサイズ及び形状のものであり、開口部２８の中にダイを受容することに適応するようにわずかに大きなサイズにされる。図３に示すように、初期ラミネート可撓性層１８の得られる形状は、「窓枠」構造のものである。本発明の実施形態によれば、開口部２８を、レーザ切断及びダイ打抜き加工操作のうちの１つによって形成することができる。

ここで図４〜図５を参照して、埋設ダイモジュールビルドアッププロセスは、初期ラミネート可撓性層１８に接合すべき一面上にコーティング又は塗工した接着材料／層３４を有する未切断ラミネート可撓性層３２を用意することに続く。未切断ラミネート可撓性層３２は、無地又はパターニングしていないラミネート可撓性物である。未切断ラミネート可撓性層３２を、初期ラミネート可撓性層１８の第１の表面２４上に配置し（すなわち、その上にラミネートし）、図５に示すように、未切断ラミネート可撓性層３２が初期ラミネート可撓性層１８中に形成したダイ開口部２８の一方の側を覆った状態で、接着剤３４によって初期ラミネート可撓性層１８に固定する。一実施形態によれば、接着材料３４の硬化が起こらない温度で真空ラミネーションを実行しながら、未切断ラミネート可撓性層３２を真空ラミネーションによって初期ラミネート可撓性層１８に付着させる。

初期ラミネート可撓性層１８上に未切断ラミネート可撓性層３２を配置すると、図６に示すように、ダイ３０を初期ラミネート可撓性層１８内に形成したダイ開口部２８内に配置する。ダイ３０を、未切断ラミネート可撓性層３２に塗工した接着材料３４によって開口部２８内に固定する。本発明の例示的な実施形態によれば、図６に示すように、ダイ３０は、初期ラミネート可撓性層１８の厚さに等しい厚さ又は一致する厚さを有する「超薄ダイ」の形態である。したがって、例えば、初期ラミネート可撓性層１８及びダイ３０の各々を、５０マイクロメートル近辺の一致する厚さを有するように構成することができる。

図６に示すように、開口部２８中へとダイ３０を配置すると、空所／ボイド周縁凹部領域３６が、ダイ３０と初期ラミネート可撓性層１８との間に存在したまま残る。未切断ラミネート可撓性層３２を初期ラミネート可撓性層１８に固定するために実施される真空ラミネーション段階はまた、周縁凹部領域３６内に存在するボイドを（少なくとも部分的に）解消するように働く。すなわち、真空ラミネーションを実行する際に、接着材料３４は周縁凹部領域３６に引き込まれ、周縁凹部領域が少なくとも部分的に解消／充填される。

埋設ダイモジュールビルドアッププロセスは、図７に示すように、初期ラミネート可撓性層１８の第２の表面２６上及びまだ露出しているダイ３０の表面上に付着される別の未切断ラミネート可撓性層３８を設けることで続く。未切断ラミネート可撓性層３８は、無地又はパターニングしていないラミネート可撓性物であり、初期ラミネート可撓性層１８上に配置され（すなわち、ラミネートされ）、接着材料／層３４によって初期ラミネート可撓性層１８に固定される。初期ラミネート可撓性層１８上に未切断ラミネート可撓性層３８を置く際に、真空ラミネーション（すなわち、真空ベーキング）段階を実行して、初期ラミネート可撓性層１８に未切断ラミネート可撓性層３８を固定する。周縁凹部領域３６内のボイドを少なくとも部分的に解消し周縁凹部領域を充填するように周縁凹部領域３６中へと接着材料３４を引き込むことによって、真空ラミネーションはまた、ダイ３０と初期ラミネート可撓性層１８との間の周縁凹部領域３６内に存在するボイドを（少なくとも部分的に）解消する／充填するように機能する。前述の通り、この真空ラミネーションを、接着材料の硬化が起こらない温度で実行する。

初期ラミネート可撓性層１８中の開口部２８内にダイ３０を配置し、初期ラミネート可撓性層１８及びダイ３０に未切断ラミネート可撓性層３２、３８をラミネートすると、接着層３４の硬化を実行する。一実施形態によれば、硬化を、加圧ベーキング操作によって実現することができるが、他の適切な硬化プロセスを採用することができることを理解されたい。有利なことに、本発明の実施形態によれば、１回のベーキング／硬化段階だけを、両方の接着層３４を硬化させるために実行する、それゆえ、埋設ダイモジュールのビルドアップに関連する処理時間及びコストを削減する。

ここで図８を参照して、ビルドアップ技術の次の段階では、未切断ラミネート可撓性層３２、３８を貫通してビアを穿孔加工して複数のビア２０を形成するために、未切断ラミネート可撓性層３２、３８をパターニングする。金属インターコネクト２２を露出させるように、ビア２０を、初期リディストリビューション層１８上に形成された金属インターコネクト２２に対応する位置のところに形成する。追加のビア２０を、ダイ３０上のパッド４０まで穿孔加工し、その結果これらのパッドを露出させる。例示的な実施形態によれば、ビア２０を、レーザアブレーションプロセス又はレーザ穿孔加工プロセスによって形成する。或いは、ビア２０を、プラズマエッチングプロセス、フォトデフィニションプロセス、又は機械的穿孔加工プロセスを含む他の方法によって形成することができることを理解されたい。次に、例えば、スパッタリング又は電気めっきプロセスによって、金属層／材料（例えば、シード金属及び／又は銅）を、未切断ラミネート可撓性層３２、３８上に付着させ、それから金属インターコネクト２２へと形成する。ラミネート可撓性層３２、３８の外向き表面４２からビア２０まで貫通して延在する金属インターコネクト２２を形成するように、金属層／材料をパターニングしエッチングする。ラミネート可撓性層３２、３８上の金属インターコネクト２２は、したがって、初期ラミネート可撓性層１８上のインターコネクト２２との電気的接続及びダイパッド４０への直接の金属的かつ電気的接続を形成する。

図８に示すように、初期ラミネート可撓性層１８の第１の表面２４に付着された未切断ラミネート可撓性層３２に対しては、ビア２０を第１の方向４４から形成する（すなわち、穿孔加工する、レーザアブレーションする）。すなわち、未切断ラミネート可撓性層３２中のビア２０を上から下に形成する。反対に、初期ラミネート可撓性層１８の第２の表面２６に付着された未切断ラミネート可撓性層３８に対しては、ビア２０を、第１の方向４４の反対である第２の方向４６から穿孔加工する。すなわち、未切断ラミネート可撓性層３８中のビア２０を、下から上へ穿孔加工する。

ここで図９を参照して、製造技法の次の段階では、追加の未切断ラミネート可撓性層４８、５０を、未切断ラミネート可撓性層３２、３８上にラミネートし、引き続いてパターニングする。追加のラミネート可撓性層４８、５０は、初期ラミネート可撓性層１８から外へと広がる同じ数のラミネート可撓性層を有するバランスのとれた埋設ダイモジュールを形成するように、接着材料５１によって埋設ダイモジュールの対向する表面に付着される未切断ラミネート可撓性層の形態である。すなわち、初期ラミネート可撓性層１８は、「中央」ラミネート可撓性層を形成し、追加のラミネート可撓性層４８、５０が、初期ラミネート可撓性層１８の対向する面に（すなわち、初期ラミネート可撓性層１８の第１及び第２の表面２４、２６の両方の上に）付着される。かかる両面ラミネートプロセスは、初期ラミネート可撓性層１８に加わる応力を小さくするように働き、初期ラミネート可撓性層１８の湾曲を防止する。

図９に示すように、複数のビア２０を、追加のラミネート可撓性層４８、５０の各々の中に形成する。追加のラミネート可撓性層４８、５０の各々を隣接する未切断ラミネート可撓性層３２、３８に電気的に接続するように、金属インターコネクト２２を、ビア２０を通って下まで、追加のラミネート可撓性層４８、５０を貫通して延在するようにやはり形成し／パターニングする。ラミネート可撓性層３２、３８のパターニングと同様に、追加のラミネート可撓性層４８、５０のパターニングを、両面パターニングプロセスにより実行する。すなわち、ラミネート可撓性層４８中に形成するビア２０を、第１の方向４４から（すなわち、上から下へ）穿孔加工し／レーザアブレーションし、一方で、ラミネート可撓性層５０中に形成するビア２０を、第２の方向４６から（すなわち、下から上へ）穿孔加工する／レーザアブレーションする。

本発明の実施形態によれば、層４８、５０よりも多くのさらに追加のラミネート可撓性層を、埋設ダイモジュールのさらなるビルドアップ中に付着させることができ、付着させる追加のラミネート可撓性層の数は埋設ダイモジュールの設計考慮事項に依存することを理解されたい。

ここで図１０を参照して、すべての追加のラミネート可撓性層４８、５０を付着させた後で、はんだマスク層５２を、埋設ダイモジュールの対向する表面上の最外層のラミネート可撓性層４８、５０に付着させる。はんだマスク５２は、埋設ダイモジュールへの別個のパッケージ／モジュールの接続を与える。例えば、一実施形態によれば、図１１に示すように、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージ５４を、埋設ダイモジュール１０に組み立てる又はその上に積み重ねる。別の一実施形態によれば、図１２に示すように、別個の埋設ダイモジュール５６を、埋設ダイモジュール１０上に積み重ねる。一実施形態によれば、積み重ねた埋設ダイモジュール１０、５６が、ボールグリッドアレイ５８によって一緒に結合されるが、例えば、ランドグリッドアレイ又は導電性エポキシをまた、モジュールを一緒に結合させるために使用することができることを理解されたい。図１２は、垂直配列で２つの埋設ダイモジュール１０、５６の積み重ねを示しているが、さらに多くの数の埋設ダイモジュールを相互に積み重ねることができることを理解されたい。

ここで図１３を参照して、本発明の別の一実施形態によれば、共通水平面内に配列され／付着された第１のダイ６２及び第２のダイ６４を含む埋設ダイモジュール６０を示す。図１３の実施形態によれば、第１及び第２のダイ６２、６４の各々は、初期ラミネート可撓性層６６の厚さに一致する厚さを有する。第１及び第２のダイ６２、６４の各々を、同じ水平面内に配列されるように、初期ラミネート可撓性層６６中に形成した別個のダイ開口部６８、７０内に置く。複数のビア２０及びこのビア２０を貫通して下へ延在する金属インターコネクト２２を、隣接する未切断ラミネート可撓性層７２、７４中にパターニングし、その結果、金属インターコネクトが第１及び第２のダイ６２、６４の各々の上のパッド７６まで延在する。すなわち、金属インターコネクト２２は、パッド７６まで下へ延在して、第１及び第２のダイ６２、６４のダイパッド７６への直接の金属的かつ電気的な接続を形成する。同じ平面、すなわち、ラミネート可撓性層６６）上に第１及び第２のダイ６２、６４を横並びに埋め込むことは、埋設ダイモジュール６０中のラミネート可撓性層の数を削減することができ、したがって、埋設ダイモジュール６０の全体の厚さを薄くすること及び関連する製造コストの削減に役立つ。

都合のよいことに、本発明の実施形態は、したがって、短い製造サイクル時間を有する埋設ダイモジュールビルドアッププロセスを提供し、これは補強材を使用せずに湾曲を最小にしつつ複数のラミネート層を付着させることができる。ビルドアッププロセスは、硬化に関係する処理時間とコストを削減させるために、（複数の硬化させる段階を介して）複数の接着層を硬化させることを１回の硬化段階に統合し、ダイの周りの周縁凹部領域が完全に充填される状態で、ダイの周りのすべてのボイドを完全に除去するための真空ラミネーション段階を採用する。加えて、ビルドアッププロセスは、両面ラミネーション及びそこに含まれるビア形成プロセスに基づき、並びに埋設されるダイの両側に同一の接着剤を使用することに基づいて、完全にバランスのとれたモジュールを提供する。ビルドアッププロセスから得られる完成した埋設ダイモジュールは、積層したダイモジュールの形態を提供するために、非常に薄く、追加の埋設ダイモジュールと互換性がある。本発明の埋設ダイモジュールビルドアップ技法に基づいて、他の既存の埋設ダイモジュールビルドアップ技法よりも、薄い厚さ、制御した平坦度、改善された設計密度、高い解像度、及び改善された電気的性能を有する埋設ダイモジュールを、このように構築することができる。

したがって、本発明の一実施形態によれば、埋設ダイモジュールを形成する方法は、初期ラミネート可撓性層を用意する段階と、初期ラミネート可撓性層の内部及び表面に複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成する段階であって、複数の金属インターコネクトが、初期ラミネート可撓性層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトを形成するようにそれぞれのビアを通って延在する段階と、初期ラミネート可撓性層を貫通するダイ開口部を形成する段階を含む。本方法はまた、第１の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって初期ラミネート可撓性層の第１の固定する段階と、初期ラミネート可撓性層のダイ開口部内で接着材料上にダイを配置する段階と、第２の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって初期ラミネート可撓性層の第２の表面に固定する段階と、第１の未切断ラミネート可撓性層と初期ラミネート可撓性層との間及び第２の未切断ラミネート可撓性層と初期ラミネート可撓性層との間の接着材料を硬化させる段階と、第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の内部及び表面に複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成する段階であって、複数の金属インターコネクトの各々が、それぞれのビアを通って延在し、初期ラミネート可撓性層上の金属インターコネクト及びダイ上のダイパッドのうちの一方にメタライズされる段階とを含む。

本発明の別の一実施形態によれば、埋込みチップパッケージを形成する方法は、中央ラミネート層中に複数のビアを形成する段階と、中央ラミネート層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトが形成されるように、複数のビアを通って延在する複数の金属インターコネクトを形成する段階と、中央ラミネート層を貫通するチップ開口部を形成する段階と、第１の未切断ラミネート層を接着材料によって中央ラミネート層の第１の表面に付着させる段階と、中央ラミネート層のチップ開口部内で接着材料上にチップを配置する段階であって、チップが中央ラミネート層の厚さに等しい厚さを有する段階とを含む。本方法はまた、第２の未切断ラミネート層を接着材料によって中央ラミネート層の第２の表面に付着させる段階と、第１の未切断ラミネート層と中央ラミネート層との間及び第２の未切断ラミネート層と中央ラミネート層との間の接着材料を硬化させる段階と、複数の金属インターコネクトの各々が、それぞれのビアを通って延在し、中央ラミネート層上の金属インターコネクト及びチップ上のチップパッドのうちの一方に直接メタライズされるように、複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成するために第１及び第２の未切断ラミネート層をパターニングする段階とを含む。

本発明のさらに別の一実施形態によれば、埋込みチップパッケージは、複数のビア及びこの複数のビアを通って延在する複数の金属インターコネクトを形成するために中央ラミネート層を事前パターニングし、複数の金属インターコネクトが中央ラミネート層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトを形成する段階を含むプロセスによって製造される。本プロセスはまた、中央ラミネート層を貫通するダイ開口部を形成する段階と、第１の未切断ラミネート層を接着材料によって中央ラミネート層の第１の表面に付着させる段階と、中央ラミネート層のダイ開口部内で接着材料の上にダイを配置する段階であって、ダイが中央ラミネート層の厚さに等しい厚さを有する段階と、第２の未切断ラミネート層を接着材料によって中央ラミネート層の第２の表面に付着させる段階と、第１の未切断ラミネート可撓性層とベースラミネート可撓性層との間及び第２の未切断ラミネート可撓性層とベースラミネート可撓性層との間の接着材料を同時に一緒に硬化させる段階と、複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成するために第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の両面パターニングを実行する段階であって、第１の未切断ラミネート可撓性層の複数のビア及び複数の金属インターコネクトが第１の方向から形成され、第２の未切断ラミネート可撓性層の複数のビア及び複数の金属インターコネクトが第１の方向とは逆の第２の方向から形成される段階とを含む。

本発明を限られた数の実施形態にだけ関連して詳細に説明してきたが、本発明がかかる開示した実施形態に限定されないことが、容易に理解されるはずである。それどころか、本発明は、これまでに説明していない任意の数の変形形態、代替形態、置換形態又は等価な配置を組み入れるように修正することができ、しかしこれらは本発明の精神及び範囲に対応する。加えて、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、本発明の態様が説明した実施形態の一部だけを含むことができることを理解されたい。したがって、本発明は、上記の記載によって限定されるように見なされないだけなく、別記の特許請求の範囲の範囲によって限定されるだけである。

１０埋設ダイモジュール
１２チップ
１４ラミネート層
１６枠
１８初期ラミネート可撓性層
２０ビア
２２金属インターコネクト
２４第１の表面
２６第２の表面
２８開口部
３０ダイ
３２未切断ラミネート可撓性層
３４接着材料
３６周縁凹部領域
３８未切断ラミネート可撓性層
４０パッド
４２外向き表面
４４第１の方向
４６第２の方向
４８追加の未切断ラミネート可撓性層
５０追加の未切断ラミネート可撓性層
５１接着材料
５２はんだマスク層
５４ボールグリッドアレイパッケージ
５６埋設ダイモジュール
５８ボールグリッドアレイ
６０埋設ダイモジュール
６２第１のダイ
６４第２のダイ
６６初期ラミネート可撓性層
６８ダイ開口部
７０ダイ開口部
７２隣接する未切断ラミネート可撓性層
７４隣接する未切断ラミネート可撓性層
７６パッド

Claims

埋設ダイモジュールを形成する方法であって、
初期ラミネート可撓性層を用意する段階と、
前記初期ラミネート可撓性層の内部及び表面に複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成する段階であって、前記複数の金属インターコネクトが、前記初期ラミネート可撓性層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトを形成するようにそれぞれのビアを通って延在する段階と、
前記初期ラミネート可撓性層を貫通するダイ開口部を形成する段階と、
第１の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって前記初期ラミネート可撓性層の第１の表面に固定する段階と、
前記初期ラミネート可撓性層の前記ダイ開口部内で前記接着材料上にダイを配置する段階と、
第２の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって前記初期ラミネート可撓性層の第２の表面に固定する段階と、
第１の未切断ラミネート可撓性層と前記初期ラミネート可撓性層との間及び第２の未切断ラミネート可撓性層と前記初期ラミネート可撓性層との間の前記接着材料を硬化させる段階と、
第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の内部及び表面に複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成する段階であって、前記複数の金属インターコネクトの各々が、それぞれのビアを通って延在し、前記初期ラミネート可撓性層上の金属インターコネクト及び前記ダイ上のダイパッドのうちの一方に直接メタライズされる段階と
を含んでなる方法。
追加の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の各々に固定する段階と、
複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成するために前記追加の未切断ラミネート可撓性層の各々を選択的にパターニングする段階であって、前記複数の金属インターコネクトの各々が、それぞれのビアを通って延在し、第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層のそれぞれ一方の上の金属インターコネクトにメタライズされる段階と
をさらに含む、請求項１記載の方法。
第１の未切断ラミネート可撓性層を前記初期ラミネート可撓性層に真空ラミネートする段階と、
第２の未切断ラミネート可撓性層を前記初期ラミネート可撓性層に真空ラミネートする段階と
をさらに含む、請求項１記載の方法。
前記ダイ開口部を形成する段階が、前記ダイ開口部内に前記ダイを配置したときに前記ダイの周りに周縁凹部領域が存在するように、前記ダイの面積よりも大きな面積を有するダイ開口部を形成することを含んでいて、前記周縁凹部領域は、第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層を前記初期ラミネート可撓性層に真空ラミネートすることにより接着材料で完全に充填され、前記ダイの周りにボイドが存在しなくなる、請求項３記載の方法。
前記ダイが前記初期ラミネート可撓性層の厚さに等しい厚さを有する、請求項１記載の方法。
第１の未切断ラミネート可撓性層を前記初期ラミネート可撓性層の第１の表面に固定する段階が、
第１の未切断ラミネート可撓性層に前記接着材料をコーティングし、
第１の未切断ラミネート可撓性層を前記接着材料によって前記初期ラミネート可撓性層にラミネートする
ことを含む、請求項１記載の方法。
第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層が、前記接着材料の硬化が起こらない温度で前記初期ラミネート可撓性層にラミネートされる、請求項６記載の方法。
前記初期ラミネート可撓性層であってその内部に形成された前記ダイ開口部内に前記ダイが配置されている初期ラミネート可撓性層が、前記埋設ダイモジュール内の中央ラミネート可撓性層であって、その第１及び第２の表面にそれぞれ同じ数の未切断ラミネート可撓性層が追加されている中央ラミネート可撓性層を含む、請求項１記載の方法。
前記複数の金属インターコネクトを形成する段階が、
前記ラミネート可撓性層上に金属材料を堆積し、
前記金属インターコネクトを形成するために前記金属材料をパターニングし、エッチングする
ことを含む、請求項１記載の方法。
前記初期ラミネート可撓性層を貫通する第２のダイ開口部を形成する段階と、
前記初期ラミネート可撓性層の第２のダイ開口部内で第１の未切断ラミネート可撓性層上の前記接着材料上に第２のダイを配置する段階と
をさらに含む、請求項１記載の方法。
埋込みチップパッケージを形成する方法であって、
中央ラミネート可撓性層中に複数のビアする段階と、
前記中央ラミネート可撓性層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトが形成されるように、前記複数のビアを通って延在する複数の金属インターコネクトを形成する段階と、
前記中央ラミネート可撓性層を貫通するチップ開口部を形成する段階と、
第１の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって前記中央ラミネート可撓性層の第１の表面に付着させる段階と、
前記中央ラミネート可撓性層の前記チップ開口部内で前記接着材料上にチップを配置する段階であって、前記チップが前記中央ラミネート可撓性層の厚さに等しい厚さを有する段階と、
第２の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって前記中央ラミネート可撓性層の第２の表面に付着させる段階と、
第１の未切断ラミネート可撓性層と前記中央ラミネート可撓性層との間及び第２の未切断ラミネート可撓性層と前記中央ラミネート可撓性層との間の前記接着材料を硬化させる段階と、
前記複数の金属インターコネクトの各々が、それぞれのビアを通って延在し、前記中央ラミネート可撓性層上の金属インターコネクト及び前記チップ上のチップパッドのうちの一方に直接メタライズされるように、複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成するために第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層をパターニングする段階と
を含んでなる方法。
第１の未切断ラミネート可撓性層を前記中央ラミネート可撓性層に真空ラミネートする段階と、
第２の未切断ラミネート可撓性層を前記中央ラミネート可撓性層に真空ラミネートする段階と
をさらに含む、請求項１１記載の方法。
追加のラミネート可撓性層を接着材料によって第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の各々に固定する段階と、
複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成するために前記追加のラミネート可撓性層の各々をパターニングする段階であって、前記複数の金属インターコネクトの各々が、それぞれのビアを通って延在し、第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層のそれぞれ一方の上の金属インターコネクトにメタライズされる段階と
ことをさらに含む、請求項１２記載の方法。
前記チップ開口部を形成する段階が、前記チップ開口部内に前記チップを配置したときに前記チップの周りに周縁凹部領域が存在するように、前記チップの面積よりも大きな面積を有するチップ開口部を形成することを含んでいて、前記周縁凹部領域は、第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層を前記中央ラミネート可撓性層に真空ラミネートすることにより接着材料で完全に充填され、前記チップの周りにボイドが存在しなくなる、請求項１２記載の方法。
第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層が、前記接着材料の硬化が起こらない温度で前記中央ラミネート可撓性層に付着される、請求項１１記載の方法。
第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層をパターニングする段階が、
第１の方向から第１の未切断ラミネート可撓性層中に前記複数のビアを形成し、
第２の方向から第２の未切断ラミネート可撓性層中に前記複数のビアを形成する
ことを含む、請求項１１記載の方法。
複数のビア及び前記複数のビアを通って延在する複数の金属インターコネクトを形成するために中央ラミネート可撓性層を事前パターニングする段階であって、前記複数の金属インターコネクトが前記中央ラミネート可撓性層の対向する第１及び第２の表面の各々にインターコネクトを形成する段階と、
前記中央ラミネート可撓性層を貫通するダイ開口部を形成する段階と、
第１の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって前記中央ラミネート可撓性層の第１の表面に付着させる段階と、
前記中央ラミネート可撓性層の前記ダイ開口部内で前記接着材料の上にダイを配置する段階であって、前記ダイが前記中央ラミネート可撓性層の厚さに等しい厚さを有する段階と、
第２の未切断ラミネート可撓性層を接着材料によって前記中央ラミネート可撓性層の第２の表面に付着させる段階と、
第１の未切断ラミネート可撓性層と前記中央ラミネート可撓性層との間及び第２の未切断ラミネート可撓性層と前記中央ラミネート可撓性層との間の前記接着材料を同時に一緒に硬化させする段階と、
複数のビア及び複数の金属インターコネクトを形成するために第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の両面パターニングを実行する段階であって、第１の未切断ラミネート可撓性層の前記複数のビア及び前記複数の金属インターコネクトが第１の方向から形成され、第２の未切断ラミネート可撓性層の前記複数のビア及び前記複数の金属インターコネクトが第１の方向とは逆の第２の方向から形成される段階と
を含んでなるプロセスによって製造した埋込みチップパッケージ。
前記プロセスが、前記ダイを囲む周縁凹部領域内に存在するボイドが前記接着材料で充填されるように、第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層を前記中央ラミネート可撓性層に真空ラミネートする段階をさらに含む、請求項１７記載の埋込みチップパッケージ。
前記ダイが、前記中央ラミネート可撓性層の厚さに等しい厚さを有する、請求項１７記載の埋込みチップパッケージ。
前記埋込みチップ構造が、前記中央ラミネート可撓性層上の第１及び第２の未切断ラミネート可撓性層の両面ラミネーション並びに第１の未切断ラミネート可撓性層と前記中央ラミネート可撓性層との間及び第２の未切断ラミネート可撓性層と前記中央ラミネート可撓性層との間に同じ接着材料を塗工することに基づいて完全にバランスのとれた構造を備える、請求項１７記載の埋込みチップパッケージ。