JP2015211215A - 熱膨張係数及び引張係数を調整するためのブロックコポリマを含むアンダーフィル材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダイと基板間のクラック、剥離、欠陥などを減少させ、粘度の増加を生じないブロックコポリマを含むアンダーフィル材料を提供する。【解決手段】アンダーフィル材料330は、エポキシ材料332、及びエポキシ親和性ブロック320とエポキシ非親和性ブロックとを含むコポリマを有する。エポキシ親和性ブロック320は、エポキシ材料332内で混和性である。エポキシ非親和性ブロックは、エポキシ親和性ブロック320と共有結合し、エポキシ材料332内のマイクロフェーズドメイン334に分離される。エポキシ親和性ブロック320は、エポキシ材料332の熱膨張又は熱収縮を制限するように構成される。【選択図】図4
Description
本開示の実施形態は、概して複数の集積回路(IC)アセンブリ用の複数の材料の分野、とりわけ、ブロックコポリマを含むアンダーフィル材料に関連する。
現在、アンダーフィル材料は、ダイと基板との間の接着を促進し、及び/又は、環境の障害から、相互接続構造などのダイ及び基板のフィーチャーを保護するために、ダイと基板との間に堆積されてよい。アンダーフィル材料の熱膨張係数(CTE)は、可能な範囲で、ダイ及び/又は基板の熱膨張又は熱収縮に伴う、複数のクラック、層間剥離、又は他の複数の欠陥などの複数の欠陥を減少させるために、ダイ及び/又は基板のCTEに適合するように設計されてよい。いくつかのシナリオにおいて、アンダーフィル材料のCTEを減少するために、技術が調査されている。例えば、ある技術は、無機の複数のフィラーを追加することを含み、複数のアンダーフィル材料のCTEを減少させる。しかしながら、無機の複数のフィラーの追加は、アンダーフィル材料の処理に不利に作用し得るアンダーフィル材料の粘度も増加させ得る。いくつかの場合に、高い粘度はアンダーフィル材料を堆積に不向きにし得る。
実施形態は、添付の複数の図面と併せて、下記の詳細な説明によって容易に理解されるであろう。この説明を容易にするために、同様の複数の参照番号は、同様の複数の構造上の要素を示す。実施形態は、添付の複数の図面の複数の形態において限定の方法によってではなく、例示の方法により説明される。
いくつかの実施形態による、集積回路(IC)アセンブリの一例の断面側図を模式的に図示する。
いくつかの実施形態による、集積回路(IC)アセンブリの他の一例の断面側図を模式的に図示する。
いくつかの実施形態による、アンダーフィル材料の熱膨張係数(CTE)を減少させるブロックコポリマを模式的に図示する。
いくつかの実施形態による、アンダーフィル材料の熱膨張係数(CTE)を減少させるブロックコポリマを含むアンダーフィル材料を模式的に図示する。
いくつかの実施形態による、アンダーフィル材料を利用する方法のフロー図を模式的に図示する。
いくつかの実施形態による、本明細書に開示されたようにICアセンブリを含むコンピューティングデバイスを模式的に図示する。
本開示の実施形態は、ブロックコポリマを含むアンダーフィル材料を開示する。下記の説明において、例示の複数の実装の様々な態様は、他の当業者へワークのサブスタンスを伝えるために一般に当業者によって用いられる複数の用語を用いて開示されるであろう。しかしながら、本開示の実施形態が開示された態様の一部だけで実行され得ることが、当業者にとって明らかであろう。説明の目的のため、例示の複数の実装の完全な理解を提供するために、特定の複数の番号、複数の材料、及び複数の構成を明らかにする。しかしながら、本開示の実施形態が、具体的詳細なく実行され得ることが当業者に明らかであろう。他の例では、周知の複数の特徴は、例示の複数の実装を不明確にしないために、省略され又は簡略化される。
以下の詳細な説明において、ここの一部を形成する添付の複数の図面に参照が付され、全体に渡り類似の複数の番号が類似の複数の部分を示し、これは本開示の内容が実施され得る、例示の実施形態の方法によって示される。本開示の範囲から外れることなく、構造上の又は論理上の変更が施されてよく、他の実施形態が利用されてよいことが理解される。したがって、以下の詳細な説明は、限定を意図するものと捉えられることなく、実施形態の範囲が添付の請求項及びそれらと同等のものによって定義される。
本開示の目的のため、「A及び/又はB」の文言は、(A)、(B)又は(A及びB)を意味する。本開示の目的のため、「A、B及び/又はC」の文言は、(A)、(B)、(C)、(A及びB)、(A及びC)、(B及びC)又は(A、B及びC)を意味する。
説明は、上部/下部、入/出、上方/下方などの透視に基づく複数の説明を用いてもよい。そのような複数の説明は、単に議論を促すために用いられ、何ら特定の方向に本明細書で開示された実施形態のアプリケーションを限定することを意図するものではない。
説明は、それぞれ1又は複数の同一の又は異なる実施形態を参照してよい「実施形態において」又は「複数の実施形態において」という文言を使用し得る。さらに、本開示の複数の実施形態に関連して用いられるように、「備える」、「有する」、「含む」などの用語は、同じことを意味する。
「連結して」という用語は、その派生語と伴に、ここで用いられ得る。「連結」は、以下の1又は複数を意味し得る。「連結」は、2つ又は2つよりも多い要素が直接物理的又は電気的に接触していることを意味してよい。しかしながら、「連結」は、互いに間接的に接触する2つ又は2つよりも多い要素を意味してもよいが、まだまだ、互いに協同し又は相互接続し、及び互いに連結しているとされた複数の要素の間で、1又は複数の要素が連結し又は接続されることを意味してよい。「直接に連結」という用語は、2つ又は2つよりも多い要素が直に接触していることを意味してよい。
様々な実施形態において、「第2の特徴上に、形成され、堆積され、又は他の方法で配置された第1の特徴」という文言は、第1の特徴が第2の特徴の上方に形成され、堆積され、又は配置され、及び第1の特徴の少なくとも一部は、第2の特徴の少なくとも一部と、直接接触(例えば、直接物理的に及び/又は電気的に接触)し、又は間接的に接触(例えば、第1の特徴及び第2の特徴の間の1又は複数の特徴)することを意味してよい。
ここで用いられるように、「モジュール」という用語は、特定用途向け集積回路(ASIC)、電気回路、システムオンチップ(SoC)、プロセッサ(共有、専用、又はグループ)、及び/又は1又は複数のソフトウェア又はファームウエアプログラムを実行するメモリ(共有、専用、又はグループ)、組み合わせ論理回路、及び/又は開示された機能性を提供する他の適当な構成の一部を指し、又はそれらを含んでよい。
図1は、いくつかの実施形態に従い、集積回路(IC)パッケージアセンブリ100の一例の断側面図を模式的に示す。いくつかの実施形態において、ICアセンブリ100は、電気的に及び/又は物理的にパッケージ基板121に連結した1又は複数のダイ(以下で「ダイ102」)を含んでよい。いくつかの実施形態において、パッケージ基板121は、図示する様に、回路基板122に電気的に連結されてよい。
ダイ102は、複数の相補型金属酸化膜半導体(CMOS)デバイスの形成に関連して用いられる薄膜堆積、リソグラフィ、エッチング等の半導体製造技術を利用して、半導体材料(例えば、シリコン)からなるディスクリート製品に相当し得る。いくつかの実施形態において、ダイ102は、プロセッサ、メモリ、SOC又はASICを含んでよく、又は、それらの一部であってよい。
いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料108(往々にして「封止材料」と呼ばれる)は、ダイ102及びパッケージ基板121の接着を促し、及び/又は、ダイ102及びパッケージ基板121の複数のフィーチャーを保護するために、ダイ102とパッケージ基板121との間に配置され得る。アンダーフィル材料108は、図示する様に、電気絶縁性材料で構成されてよく、ダイ102及び/又はダイレベル相互接続構造106の少なくとも一部をカプセル化してよい。いくつかの実施形態では、アンダーフィル材料108は、複数のダイレベル相互接続構造106に直に接触している。いくつかの実施形態では、アンダーフィル材料108は、アンダーフィル材料の熱膨張係数(CTE)及び/又は引張係数を減少させるために、図3−4と関連してさらに記載されたようなブロックコポリマを含んでよい。
ダイ102は、多種多様な適当な複数の構成に応じて、パッケージ基板121に取り付けられ得、例えば、開示されたように、フリップチップ構成内のパッケージ基板121に直接に連結される。フリップチップ構成において、アクティブ回路を含むダイ102のアクティブ面S1は、複数のダイレベル相互接続構造106を利用して、パッケージ基板121の表面に取り付けられる。複数のダイレベル相互接続構造106は、ダイ102をパッケージ基板121に電気的に連結させてもよい、複数のバンプ、複数のピラー又は他の適当な複数の構造等である。ダイ102のアクティブ面S1は、複数のトランジスタ素子を含んでよく、そして、インアクティブ面S2は、図示する様に、アクティブ面S1に対向して配置されてよい。
ダイ102は、概して、半導体基板102a、1又は複数の素子層(以下、「素子層102b」)、及び1又は複数の相互接続層(以下、「相互接続層102c」)を含んでよい。半導体基板102aは、いくつかの実施形態において、大体は、例えば、シリコン等のバルク半導体材料で構成されてよい。素子層102bは、複数のトランジスタ素子等の複数のアクティブデバイスが半導体基板102a上に形成された領域を示してよい。素子層102bは、例えば、複数のトランジスタ素子の複数のチャネル本体及び/又は複数のソース/ドレイン領域等の複数の構造を含んでよい。相互接続層102cは、素子層102bにおいて、複数のアクティブデバイスへの又は複数のアクティブデバイスからの電気信号を配信するために構成された複数の相互接続構造を含んでよい。例えば、相互接続層102cは、電気的な配信及び/又は接続を提供するために、複数のトレンチ及び/又は複数のビアを含んでよい。
いくつかの実施形態において、複数のダイレベル相互接続構造106は、ダイ102と他の複数の電気デバイスとの間の電気信号を配信するために構成されてよい。電気信号は、例えば、ダイ102の操作に関連して使用される入出力(I/O)信号及び/又はパワー/グラウンド信号を含んでよい。
いくつかの実施形態において、パッケージ基板121は、例えば、味の素ビルドアップフィルム(ABF)基板等のコア及び/又は複数のビルドアップ層を有するエポキシベース積層基板である。他の実施形態において、パッケージ基板121は、例えば、任意の適当なPCB技術を用いて形成されたプリント回路基板(PCB)等の回路基板を含んでよい。パッケージ基板121は、他の実施形態において、例えば、ガラス、セラミック又は複数の半導体材料から形成された複数の基板を含む複数の基板の他の適当な複数のタイプを含んでよい。
パッケージ基板121は、ダイ102への又はダイ102からの電気信号を配信するために構成された複数の電気配線特徴部を含んでよい。複数の電気配線特徴部は、例えば、パッケージ基板121の1又は複数の面上に配置された複数のパッド又は複数のトレース(図示せず)、及び/又は、例えば、パッケージ基板121を介して電気信号を配信する他の複数の相互接続構造、複数のトレンチ、又は複数のビアなどの複数の内部配線特徴部(図示せず)を含んでよい。例えば、いくつかの実施形態において、パッケージ基板121は、ダイ102の複数のダイレベル相互接続構造106のそれぞれを受信するように構成された複数のパッド(図示せず)などの複数の電気配線特徴部を含んでよい。
回路基板122は、エポキシラミネートなどの電気絶縁性材料で構成されたプリント回路基板(PCB)であってよい。例えば、回路基板122は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、フレームリターダント−4(FR−4)、FR−1、コットンペーパー等の複数のフェノールコットンペーパー材料、及びCEM−1又はCEM−3、又はエポキシ樹脂プリプレグ材料を共に積層した複数のガラス繊維材料等の複数のエポキシ材料等の複数の材料で構成された複数の電気絶縁層を含んでよい。複数のトレース、複数のトレンチ又は複数のビア等の相互接続構造(図示せず)は、回路基板122を通る、ダイ102の電気信号を配信するために、複数の電気絶縁膜層を介して形成されてよい。回路基板122は、他の実施形態において、他の適当な複数の材料で構成されてよい。いくつかの実施形態において、回路基板122は、マザーボード(即ち、図6のマザーボード602)である。
例えば、複数のはんだボール112などの複数のパッケージ−レベル相互接続は、パッケージ基板121と回路基板122との間の電気信号をさらに配信するために構成される複数のはんだ接合に対応して形成するために、パッケージ基板121上及び/又は回路基板122上の1又は複数のパッド(以下「複数のパッド110」)に連結されてよい。複数のパッド110は、例えば、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)及びこれらの組み合わせを含む金属などの任意の適当な導電性材料で構成されてよい。パッケージ基板121を回路基板122に物理的及び/又は電気的に連結するための他の適当な技術は、他の実施形態において用いられてよい。
ICパッケージアセンブリ100は、例えば、フリップチップ及び/又は複数のワイヤ−ボンディング構成、複数のインターポーザー、システム−イン−パッケージ(SiP)構成及び/又はパッケージ−オン−パッケージ(PoP)構成を含む複数のマルチ−チップパッケージ構成の適当な組み合わせを含む他の実施形態において、多種多様な他の適当な複数の構成を含んでよい。ダイ102とICパッケージアセンブリ100の他の複数の構成との間の電気信号を配信する他の適当な技術は、いくつかの実施形態において用いられてよい。
図2は、いくつかの実施形態に従い、集積回路(IC)アセンブリ200の他の例の断側面図を模式的に図示する。ICアセンブリ200は、概して、ICアセンブリ100に関連して開示された実施形態に適合してよい。ICアセンブリ200において、アンダーフィル材料108は、ダイ102をカプセル化するように構成される。
図示された実施形態において、アンダーフィル材料108は、ダイ102とパッケージ基板121との間に配置され、さらにモールドコンパウンド構成内でダイ102を囲うように構成される。いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料108は、ダイ102の非アクティブ面S2と直に接触することなく、ダイ102のアクティブ面S1と非アクティブ面S2との間のダイの複数の部分をカプセル化してよい。例えば、いくつかの実施形態において、ダイ102の非アクティブ面S2がアンダーフィル材料108にカプセル化されず、露出されたままとなるように、アンダーフィル材料108が堆積され、又は、リセスされてよい。アンダーフィル材料108は、他の実施形態において、図示されたものの他の複数の構成において、接着を促進し、他の適当な複数のICコンポーネントの特徴を保護するために用いられてよい。
図3は、いくつかの実施形態に従い、アンダーフィル材料330の熱膨張(CTE)係数を減少させるためのブロックコポリマ300を模式的に図示する。様々な実施形態によると、ブロックコポリマ300は、エポキシ親和性ブロック320及びエポキシ非親和ブロック322を含む。いくつかの実施形態において、エポキシ親和性ブロック320及びエポキシ非親和ブロック322は、共有結合324によって一緒に結合される。図示されたブロックコポリマ300はジブロックコポリマであるが、他の実施形態において、ブロックコポリマ300は、追加の複数のブロックを含んでよい。
エポキシ親和性ブロック320は、エポキシ非親和ブロック322よりも極性及び親水性があってよく、エポキシ親和性ブロック320をアンダーフィル材料330のエポキシ材料332に混和させ得る。エポキシ材料332におけるエポキシ親和性ブロック320の混和性は、例えば、エポキシ親和性ブロックの親水性、極性及び溶解性パラメータを含む様々なファクタに基づいて良い。本開示において、「混和性」であることは、エポキシ親和性ブロックが、硬化の後に、エポキシ材料332内のマイクロフェーズドメインにアグロマレイトしないことを意味してよい。アンダーフィル材料330のエポキシ材料332内でエポキシ非親和ブロック322の混和性を小さくし、又は非混和性にし得るエポキシ非親和ブロック322は、エポキシ親和性ブロック320よりも極性がなく(例えば、非極性)、且つ、非親水性であってよい。エポキシ材料332は、エポキシマトリクス内で構成されてよい。
ブロックコポリマ300は、アンダーフィル材料330に追加され、フィラコンテンツと独立して、アンダーフィル材料330のCTEを調整(例えば、減少)させてよい。エポキシ親和性ブロック320とエポキシ非親和ブロック322との間の化学的配合禁忌は、独立したブロック長、大きさ、及び機能性によって決定され得る様々な幾何学的形状に、ブロックコポリマ300を分離されてよい。例えば、いくつかの実施形態において、ブロックコポリマ300がアンダーフィル材料330のエポキシ材料332と混合された場合、エポキシ親和性ブロック320との化学的な連結から、エポキシ非親和ブロック322は、エポキシ非親和ブロック322が、エポキシ材料332内のマイクロフェーズドメイン334に分離し、アグロマレイトされ得、これはエポキシ材料332内で混和性となり得る、ブロックコポリマ300内のエポキシ非親和ブロック322によって形成されたマイクロフェーズドメイン334は、エポキシ材料332を介して延伸し、エポキシ材料332の移動を制限する複数のエポキシ親和性ブロック320部のための固定点としての役割を果たしてよく、偽フィラーとして振る舞ってよい。例えば、固定された複数のエポキシ親和性ブロック320部は、エポキシ材料332の熱膨張又は熱収縮を制限し得る。このようなメカニズムは、アンダーフィル材料330のCTEを減少させ得る。
様々な実施形態によると、エポキシ親和性ブロック320は、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリ(メタクリル酸グリシジル)(PGMA)、ポリ(2−ビニルピリジン)(P2VP)、ポリ(カプロラクトン)(PCL)及びポリアクリル酸(PAA)の1又は複数を含んでよい。そのような材料の例は、いくつかの実施形態において、同等であると考えられる。素材は、これらの例に制限される必要はなく、エポキシ親和性ブロック320は、他の実施形態において、他の適当な複数のエポキシ親和性材料を含んでよい。
様々な実施形態によると、エポキシ非親和ブロック322は、ポリ(エチレン−オルト−プロピレン)(PEP)、ポリ(n−ブチルアクリレート)(PnBA)、ポリ(スチレン)(PS)、ポリブタジエン(PBD)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリエチレン(PE)、ポリイソプレン(PI)、ポリ(ブチレンオキシド)(PBO)、ポリ(ヘキシルメタクリレート)(PHMA)及びスチレンエチレン/ブチレンスチレン(SEBS)1又は複数を含んでよい。そのような材料の例は、いくつかの実施形態において、同等であると考えられる。素材は、これらの例に制限される必要はなく、エポキシ非親和ブロック322は、他の実施形態において、他の適当な複数のエポキシ非親和性材料を含んでよい。
いくつかの実施形態において、コポリマ300は、PEO−PEP、PEO−PEP−PEO、PEO−PS、PMMA−PS、P2VP−PS、PGMA−PHMA、又はPS−PCLの1又は複数を示してよい。素材はこれらの例に制限される必要がなく、コポリマは、他の実施形態において、他の適当な複数のコポリマを含んでよい。例えば、いくつかの実施形態において、コポリマ300は、エポキシ親和性ブロック320及びエポキシ非親和ブロック322と関連して上述した複数の材料の任意の適当な組み合わせを含んでよい。
様々な実施形態によると、アンダーフィル材料330は、例えば、明確化のために図面に図示していないが、硬化剤336(時に「硬膜材」と呼ぶ)、シリカなどの無機フィラー338、複数のカップリング剤、複数の接着促進剤、複数のフレームリターダント、複数の反応性希釈剤、複数の強化剤及び/又は他の周知の複数の添加材料などの他の適当な複数の材料を含んでよい。
いくつかの実施形態において、コポリマ300は、アンダーフィル材料330の50%重量又はそれより少ない量を示してよい。いくつかの実施形態において、コポリマ300は、アンダーフィル材料300の10%重量から30%重量を示してよい。コポリマ300の追加は、アンダーフィル材料330の粘度を増大し得、これはアンダーフィル材料330が硬化する前に、より高い粘度において、一部の堆積形成(例えば、毛細現象)をより難しくし得る。重量パーセントの他の範囲は、他の実施形態において、アンダーフィル材料330内のコポリマのために用いられてよい。
いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料330のCTEは、概して、アンダーフィル材料330内のコポリマ300の漸増量とともに減少し得る。いくつかの実施形態において、引張係数は、同一にとどまってよく、又はアンダーフィル材料330内のコポリマ300の漸増量と共に減少してもよく、これは、低いCTE及び低い引張係数のアンダーフィル材料を提供するために、アンダーフィル材料330のCTE及び引張係数を同時に減少させるメカニズムを提供し得る。
例えば、いくつかの実施形態において、コポリマ300は、アンダーフィル材料330内で、複数の無機フィラー用の部分置換として用いられ得る。複数のフィラーの一部を除去する段階は、粘度を減少させ得、アンダーフィル材料330内に追加のコポリマを充填するための空間を提供し得る。そのようなアプローチは、アンダーフィル材料330のCTEを減少させ得、加えて、引張係数の減少(例えば、剛性の減少)を助け得る。引張係数の減少は、より固い複数の無機フィラーをより柔らかい複数の有機ブロックコポリマに置換させる原因となり得る。
図4は、いくつかの実施形態に従い、アンダーフィル材料330の熱膨張(CTE)係数を減少させるためのブロックコポリマ(例えば、図3のブロックコポリマ300)を含むアンダーフィル材料330を模式的に図示する。硬化の後に、ブロックコポリマのエポキシ非親和性ブロックがアグロマレイトし、又は微細相分離するマイクロフェーズドメイン334にブロックコポリマが分離されてよい。エポキシ親和性ブロック320は、エポキシ材料332にまたがってよく、例えば、熱膨張又は熱収縮を含むアンダーフィル材料330の移動(例えば、矢印440により図示される)を抑制してよい。
図5は、いくつかの実施形態に従い、アンダーフィル材料(例えば、図3及び4のアンダーフィル材料330)を用いた方法500のためのフロー図を模式的に図示する。方法500は、図1−4に関連して開示された実施形態に調和してよく、またその逆も同様である。
502において、方法500は、エポキシ材料(例えば、図3−4のエポキシ材料332)、及び、エポキシ親和性ブロック(例えば、図3−4のエポキシ親和性ブロック320)とエポキシ非親和性ブロック(例えば、図3−4のエポキシ非親和ブロック322)とを含むコポリマ(例えば、図3−4のブロックコポリマ300)を含むアンダーフィル材料(例えば、図3−4のアンダーフィル材料330)を提供する段階を含んでよい。いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料を提供する段階は、エポキシ材料にコポリマを追加する段階を含んでよい。
504において、方法500は、ダイ(例えば、図1−2のダイ102)を、パッケージ基板(例えば、図1−2のパッケージ基板121)に連結する段階を含んでよい。ダイは、例えば、図1−2に描かれたようなフリップチップ構成を含む多種多様な適当な複数の構成に従って連結されてよい。いくつかの実施形態において、多層ダイは、パッケージ基板と連結してよい。
506において、方法500は、ダイとパッケージ基板との間にアンダーフィル材料(例えば、図1−2のアンダーフィル材料108)を堆積する段階を含んでよい。いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料を堆積する段階は、アンダーフィル材料が十分に又は完全にダイをカプセル化するように実行されてよい。
508において、方法500は、アンダーフィル材料を硬化する段階を含んでよい。アンダーフィル材料を硬化する段階は、アンダーフィル材料を加熱して、硬化を促進することにより実行されてよい。いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料を硬化する段階は、エポキシ親和性ブロックがエポキシ材料の熱膨張又は熱収縮を制限するように構成されるように、エポキシ材料内のマイクロフェーズドメインにコポリマが分離されることを引き起こし得る。
様々な操作は、クレームされた内容の理解を最も助ける方式により、順に、多様な個別の操作として開示される。しかしながら、説明の順序は、これらの操作が順序に依存する必要があることを暗示するように解釈されるべきではない。例えば、いくつかの実施形態において、504においてダイをパッケージ基板に連結する段階は、502に従って開示された動作の前に、後に、又は同時に実行されてよい。方法500は、他の適当な順序の変更を含んでよい。
本開示の実施形態は、任意の適当なハードウェア及び/又はソフトウェアを利用したシステムに組み入れられ、要望通り構成し得る。図6は、いくつかの実施形態に従い、本明細書において開示されたようなICアセンブリ(例えば、図1又は2のICアセンブリ100又は200)を含むコンピューティングデバイス600を模式的に図示する。コンピューティングデバイス600は、マザーボード602(例えば、筐体608内)のようなボードを収納してよい。マザーボード602は、限定されないが、プロセッサ604及び少なくとも1つの通信チップ606を含む、いくつかの構成を含んでよい。プロセッサ604は、物理的及び電気的にマザーボード602に連結してよい。いくつかの実装において、少なくとも1つの通信チップ606も物理的及び電気的にマザーボード602に連結してよい。さらなる実装において、通信チップ606は、プロセッサ604の一部であってよい。
そのアプリケーションに応じて、コンピューティングデバイス600は、物理的及び電気的にマザーボード602に連結し得る、又はし得ない他の複数の構成を含んでよい。これらの他の複数の構成は、限定されないが、揮発性メモリ(例えば、DRAM)、不揮発性メモリ(例えば、ROM)、フラッシュメモリ、グラフィクスプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、クリプトプロセッサ、チップセット、アンテナ、ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、タッチスクリーンコントローラ、バッテリ、オーディオコーデック、ビデオコーデック、電力増幅器、グローバルポジショニングシステム(GPS)デバイス、コンパス、ガイガーカウンター、加速度計、ジャイロスコープ、スピーカ、カメラ及び大容量記憶装置(ハードディスクドライブ、コンパクトディスク(CD)、デジタル多目的ディスク(DVD)、及び同様に続く)を含んでよい。
通信チップ606は、コンピューティングデバイス600への及びコンピューティングデバイス600からのデータの送信用の無線通信を可能にしてよい。「無線」及びその派生の用語は、複数の回路、複数のデバイス、複数のシステム、複数の方法、複数の技術、複数の通信チャネル、等に用いられてよく、非固体媒体を通じて変調された電磁放射の利用を通じてデータを通信してよい。その用語は、いくつかの実施形態において有線を含まないであろうが、関連付けられた複数のデバイスが有線を何ら含まないことを暗示するものではない。通信チップ606は、限定されないが、Wi−Fi(IEEE 802.11群)、IEEE 802.16規格(例えば、IEEE 802.16−2005修正)、任意の修正、更新、及び/又は改定(例えば、アドバンストLTEプロジェクト、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)プロジェクト(「3GPP2」とも称する)、等)を伴うロングタームエボリューション(LTE)プロジェクトを含む米国電気電子学会(IEEE)規格を含む、無線規格又はプロトコルのいくつかの内のいずれかを実行してよい。IEEE802.16と互換性があるブロードバンド無線アクセス(BWA)ネットワークは、概して、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Accessを表す頭文字)ネットワークと称され、これはIEEE802.16規格用の準拠と相互運用性テストに通過した製品用の保証マークである。通信チップ606は、移動通信用のグローバルシステム(GSM(登録商標))、汎用パケット無線サービス(GPRS)、ユニバーサル移動通信システム(UMTS)、高速パケットアクセス(HSPA)、発展HSPA(E−HSPA)、又はLTEネットワークに従って動作してよい。通信チップ606は、GSM(登録商標)エボリューション用の発展データ(EDGE)、GSM(登録商標) EDGE無線アクセスネットワーク(GERAN)、ユニバーサルテレストリアル無線アクセスネットワーク(UTRAN)、又は発展UTRAN(E−UTRAN)に従い動作してよい。通信チップ606は、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続(TDMA)、デジタルエンハンストコードレス遠距離通信(DECT)、エボリューション−データ最適化(EV−DO)、それらの派生、並びに3G、4G、5G及びそれ以降として指定された任意の他の複数の無線プロトコルに従い、動作してよい。通信チップ606は、他の実施形態において、他の複数の無線プロトコルに従い動作してよい。
コンピューティングデバイス600は、複数の通信チップ606を含んでよい。例えば、第1の通信チップ606は、Wi−Fi及びブルートゥース等の短距離のワイヤレス通信専用であってよく、第2の通信チップ606は、GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、EV−DO及びその他のような長距離のワイヤレス通信専用であってよい。
コンピューティングデバイス600のプロセッサ604は、本明細書に開示されたようなアンダーフィル材料(例えば、図3−4のアンダーフィル材料330)を含むICアセンブリ(例えば、図1又は2のICアセンブリ100又は200)内にパッケージングされてよい。例えば、図1の回路基板122は、マザーボード602であってよく、プロセッサ604は、図1のパッケージ基板121上に取り付けられたダイ102であってよい。パッケージ基板121及びマザーボード602は、複数のはんだボール112のようなパッケージ−レベル相互接続を用いて、一緒に連結されてよい。他の適当な複数の構成は、本明細書に開示された実施形態に従い、実行されてよい。「プロセッサ」という用語は、複数のレジスタ及び/又はメモリからの電子データを処理し、電子データを複数のレジスタ及び/又はメモリに格納され得る他の電子データに変換する任意のデバイス又はデバイスの一部を指してよい。
通信チップ606は、本明細書に開示されたようなアンダーフィル材料(例えば、図3−4のアンダーフィル材料330)を含むICアセンブリ(例えば、図1又は2のICアセンブリ100又は200)にパッケージングされ得るダイを含んでもよい。さらなる実装において、コンピューティングデバイス600内に収納された他の構成(例えば、メモリデバイス又は他の集積回路デバイス)は、本明細書に開示されたようなアンダーフィル材料(例えば、図3−4のアンダーフィル材料330)を含むICアセンブリ(例えば、図1又は2のICアセンブリ100又は200)にパッケージングされ得るダイを含んでよい。
様々な実装において、コンピューティングデバイス600は、ラップトップ、ネットブック、ノートブック、ウルトラブック、スマートフォン、タブレット、携帯用情報端末(PDA)、ウルトラモバイルPC、携帯電話、デスクトップコンピュータ、サーバ、プリンタ、スキャナ、モニタ、セット−トップボックス、エンターテイメント制御ユニット、デジタルカメラ、ポータブル音楽プレイヤ、又はデジタルビデオレコーダであってよい。コンピューティングデバイス600は、いくつかの実施形態において、モバイルコンピューティングデバイスであってよい。さらなる実装において、コンピューティングデバイス600は、データを処理する任意の他の電子デバイスであってよい。
複数の例 様々な実施形態よると、本開示はアンダーフィル材料を開示する。アンダーフィル材料の例1は、エポキシ材料、及び、エポキシ親和性ブロックとエポキシ非親和性ブロックとを含むコポリマを有し、エポキシ親和性ブロックはエポキシ材料内で混和性であり、エポキシ非親和性ブロックはエポキシ親和性ブロックと共有結合し、エポキシ非親和性ブロックはエポキシ材料内のマイクロフェーズドメインに分離され、エポキシ親和性ブロックは、エポキシ材料の熱膨張又は熱収縮を制限するように構成される。例2は、例1のアンダーフィル材料を含んでよく、エポキシ非親和性ブロックは、ポリ(エチレン−オルト−プロピレン)(PEP)、ポリ(n−ブチルアクリレート)(PnBA)、ポリ(スチレン)(PS)、ポリブタジエン(PBD)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリエチレン(PE)、ポリイソプレン(PI)、ポリ(ブチレンオキシド)(PBO)、ポリ(ヘキシルメタクリレート)(PHMA)及びスチレンエチレン/ブチレンスチレン(SEBS)で構成される群から選択された材料を含む。例3は、例2のアンダーフィル材料を含んでよく、エポキシ親和性ブロックは、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリ(メタクリル酸グリシジル)(PGMA)、ポリ(2−ビニルピリジン)(P2VP)、ポリ(カプロラクトン)(PCL)及びポリアクリル酸(PAA)で構成される群から選択された材料を含む。例4は、例3のアンダーフィル材料を含んでよく、コポリマがPEO−PEP、PEO−PEP−PEO、PEO−PS、PMMA−PS、P2VP−PS、PGMA−PHMA、又はPS−PCLの1つを含む。例5は、例1から4のいずれかのアンダーフィル材料を含んでよく、さらに無機フィラーを含む。例6は、例1から4のいずれかのアンダーフィル材料を含んでよく、さらに硬化剤を含む。例7は、例1から4のいずれかのアンダーフィル材料を含んでよく、コポリマがアンダーフィル材料の50%重量又はそれよりも少なく、コポリマがアンダーフィル材料の引張係数を減少させるように構成される。
様々な実施形態によると、本開示は、集積回路(IC)アセンブリを開示してよい。ICアセンブリの例8は、パッケージ基板、パッケージ基板に連結されたダイ及びダイとパッケージ基板との間に配置され、エポキシ材料を含むアンダーフィル材料、及びエポキシ親和性ブロックとエポキシ非親和性ブロックとを含むコポリマを含んでよく、エポキシ親和性ブロックはエポキシ材料内で混和性であり、エポキシ非親和性ブロックは、エポキシ親和性ブロックと共有結合し、エポキシ非親和性ブロックはエポキシ材料内のマイクロフェーズドメインに分離され、エポキシ親和性ブロックはエポキシ材料の熱膨張又は熱収縮を制限するように構成される。例9は、例8のICアセンブリを含んでよく、パッケージ基板がエポキシベース積層パッケージ基板である。例10は、例8のICアセンブリを含んでよく、ダイが1又は複数のダイレベル相互接続構造を用いて基板に連結し、アンダーフィル材料が1又は複数のダイレベル相互接続構造と直に接触する。例11は、例8のICアセンブリを含んでよく、アンダーフィル材料がダイをカプセル化する。例12は、例8から11のいずれかのICアセンブリを含んでよく、エポキシ非親和性ブロックは、ポリ(エチレン−オルト−プロピレン)(PEP)、ポリ(n−ブチルアクリレート)(PnBA)、ポリ(スチレン)(PS)、ポリブタジエン(PBD)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリエチレン(PE)、ポリイソプレン(PI)、ポリ(ブチレンオキシド)(PBO)、ポリ(ヘキシルメタクリレート)(PHMA)及びスチレンエチレン/ブチレンスチレン(SEBS)で構成される群から選択された材料を含む。例13は、例8から11のいずれのICアセンブリを含んでよく、エポキシ親和性ブロックは、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリ(メタクリル酸グリシジル)(PGMA)、ポリ(2−ビニルピリジン)(P2VP)、ポリ(カプロラクトン)(PCL)及びポリアクリル酸(PAA)で構成される群から選択された材料を含む。例14は、例8から11のいずれのICアセンブリを含んでよく、コポリマは、アンダーフィル材料の引張係数を減少するように構成される。
様々な実施形態に従い、本開示は、アンダーフィル材料を用いる方法を開示してよい。例15の方法は、エポキシ材料、及び、エポキシ親和性ブロックとエポキシ非親和性ブロックとを含むコポリマを有するアンダーフィル材料を提供する段階であって、エポキシ親和性ブロックはエポキシ材料内で混和性であり、エポキシ非親和性ブロックはエポキシ親和性ブロックと共有結合するアンダーフィル材料を提供する段階と、パッケージ基板とパッケージ基板に連結したダイとの間にアンダーフィル材料を堆積する段階と、アンダーフィル材料を硬化する段階とを備え、エポキシ非親和性ブロックは、エポキシ材料内のマイクロフェーズドメインに分離され、エポキシ親和性ブロックは、エポキシ材料の熱膨張又は熱収縮を制限するように構成される。例16は、例15の方法を含んでよく、アンダーフィル材料を堆積する段階は、さらに、ダイを十分にカプセル化するようにアンダーフィル材料を堆積する段階を含む。例17は、例15の方法を含んでよく、アンダーフィル材料を提供する段階は、ポリ(エチレン−オルト−プロピレン)(PEP)、ポリ(n−ブチルアクリレート)(PnBA)、ポリ(スチレン)(PS)、ポリブタジエン(PBD)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリエチレン(PE)、ポリイソプレン(PI)、ポリ(ブチレンオキシド)(PBO)、ポリ(ヘキシルメタクリレート)(PHMA)及びスチレンエチレン/ブチレンスチレン(SEBS)で構成される群から選択された材料を含むコポリマのエポキシ非親和性ブロックを提供する段階と、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリ(メタクリル酸グリシジル)(PGMA)、ポリ(2−ビニルピリジン)(P2VP)、ポリ(カプロラクトン)(PCL)及びポリアクリル酸(PAA)で構成される群から選択された材料を含むコポリマのエポキシ親和性ブロックを提供する段階とを備える。例18は、例17の方法を含んでよく、アンダーフィル材料を提供する段階は、PEO−PEP、PEO−PEP−PEO、PEO−PS、PMMA−PS、P2VP−PS、PGMA−PHMA、及びPS−PCLで構成される群から選択された材料を含むコポリマを提供する段階を含む。例19は、例15から18のいずれかの方法を含んでよく、ダイをパッケージ基板に連結する段階をさらに含む。例20は、例19の方法を含んでよく、ダイをパッケージ基板に連結する段階は、1又は複数のダイレベル相互接続構造を用いて実行され、アンダーフィル材料は、アンダーフィル材料の堆積する段階の後に、1又は複数のダイレベル相互接続構造と直に接触する。
様々な実施形態は、上述の接続形(及び)(例えば、「及び」は、「及び/又は」であってよい)に開示された実施形態の代替的な(又は)実施形態を含む上記に開示された実施形態の任意の適当な組み合わせを含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、上記に開示された実施形態のいずれの動作を結果的に実行した場合に、格納した命令を有する1又は複数の製造品(例えば、固定コンピュータ可読媒体)を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態は、上記に開示された実施形態の様々な操作を実行するための任意の適当な手段を有する複数の装置又は複数のシステムを含んでよい。
図示された実装の上記の説明は、要約に開示されたものを含み、本開示の実施形態を開示された明確な記載に限定し、又は、包括的なものとすることを意図するものではない。特定の実装及び例が例示の目的のために本明細書に開示される一方で、当業者が認めるであろうように、本開示の範囲内で、様々な同等変形が可能である。
これらの変形は、上述の説明を考慮して、本開示の実施形態に施されてよい。下記の請求項において使用された用語は、本開示の様々な実施形態を、明細書及び請求項に開示された特定の実装に限定して解釈されるべきでない。むしろ、範囲は、下記の請求項によって全体的に決定され、クレーム解釈の認められた原則に従い解釈されるべきである。
Claims (20)
- エポキシ材料と、
エポキシ親和性ブロック及びエポキシ非親和性ブロックを含むコポリマと
を有し、
前記エポキシ親和性ブロックは、前記エポキシ材料内で混和性であり、前記エポキシ非親和性ブロックは、前記エポキシ親和性ブロックと共有結合し、前記エポキシ非親和性ブロックは、前記エポキシ材料内のマイクロフェーズドメインに分離され、前記エポキシ親和性ブロックは、前記エポキシ材料の熱膨張又は熱収縮を制限する
アンダーフィル材料。 - 前記エポキシ非親和性ブロックは、ポリ(エチレン−オルト−プロピレン)(PEP)、ポリ(n−ブチルアクリレート)(PnBA)、ポリ(スチレン)(PS)、ポリブタジエン(PBD)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリエチレン(PE)、ポリイソプレン(PI)、ポリ(ブチレンオキシド)(PBO)、ポリ(ヘキシルメタクリレート)(PHMA)及びスチレンエチレン/ブチレンスチレン(SEBS)で構成される群から選択された材料を含む
請求項1に記載のアンダーフィル材料。 - 前記エポキシ親和性ブロックは、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリ(メタクリル酸グリシジル)(PGMA)、ポリ(2−ビニルピリジン)(P2VP)、ポリ(カプロラクトン)(PCL)及びポリアクリル酸(PAA)で構成される群から選択された材料を含む
請求項2に記載のアンダーフィル材料。 - 前記コポリマは、PEO−PEP、PEO−PEP−PEO、PEO−PS、PMMA−PS、P2VP−PS、PGMA−PHMA、又はPS−PCLの1つを含む
請求項3に記載のアンダーフィル材料。 - 無機フィラーをさらに含む
請求項1から4のいずれか一項に記載のアンダーフィル材料。 - 硬化剤をさらに含む
請求項1から4のいずれか一項に記載のアンダーフィル材料。 - 前記コポリマは、前記アンダーフィル材料の50%重量又はそれより少なく、
前記コポリマは、前記アンダーフィル材料の引張係数を減少させる
請求項1から4のいずれか一項に記載のアンダーフィル材料。 - 集積回路(IC)アセンブリであって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板に連結されたダイと、
前記ダイと前記パッケージ基板との間に配置されたアンダーフィル材料と
を含み、
前記アンダーフィル材料は、
エポキシ材料と、
エポキシ親和性ブロック及びエポキシ非親和性ブロックを含むコポリマと
を含み、
前記エポキシ親和性ブロックは、前記エポキシ材料内で混和性であり、
前記エポキシ非親和性ブロックは、前記エポキシ親和性ブロックと共有結合し、
前記エポキシ非親和性ブロックは、前記エポキシ材料内のマイクロフェーズドメインに分離され、
前記エポキシ親和性ブロックは、前記エポキシ材料の熱膨張又は熱収縮を制限する
ICアセンブリ。 - 前記パッケージ基板は、エポキシベース積層パッケージ基板である
請求項8に記載のICアセンブリ。 - 前記ダイは、1又は複数のダイレベル相互接続構造を用いて前記パッケージ基板と連結し、
前記アンダーフィル材料は、前記1又は複数のダイレベル相互接続構造と直に接触する
請求項8に記載のICアセンブリ。 - 前記アンダーフィル材料は、前記ダイをカプセル化する
請求項8に記載のICアセンブリ。 - 前記エポキシ非親和性ブロックは、ポリ(エチレン−オルト−プロピレン)(PEP)、ポリ(n−ブチルアクリレート)(PnBA)、ポリ(スチレン)(PS)、ポリブタジエン(PBD)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリエチレン(PE)、ポリイソプレン(PI)、ポリ(ブチレンオキシド)(PBO)、ポリ(ヘキシルメタクリレート)(PHMA)及びスチレンエチレン/ブチレンスチレン(SEBS)で構成される群から選択された材料を含む
請求項8から11のいずれか一項に記載のICアセンブリ。 - 前記エポキシ親和性ブロックは、ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリ(メタクリル酸グリシジル)(PGMA)、ポリ(2−ビニルピリジン)(P2VP)、ポリ(カプロラクトン)(PCL)及びポリアクリル酸(PAA)で構成される群から選択された材料を含む
請求項8から11のいずれか一項に記載のICアセンブリ。 - 前記コポリマは、前記アンダーフィル材料の引張係数を減少させる
請求項8から11のいずれか一項に記載のICアセンブリ。 - アンダーフィル材料を提供する段階であって、
前記アンダーフィル材料は、
エポキシ材料と、
エポキシ親和性ブロック及びエポキシ非親和性ブロックを含むコポリマと
を含み、
前記エポキシ親和性ブロックは、前記エポキシ材料内で混和性であり、
前記エポキシ非親和性ブロックは、前記エポキシ親和性ブロックと共有結合する、アンダーフィル材料を提供する段階と、
パッケージ基板と前記パッケージ基板に連結されたダイとの間に前記アンダーフィル材料を堆積する段階と、
前記アンダーフィル材料を硬化する段階であって、前記エポキシ非親和性ブロックが前記エポキシ材料内のマイクロフェーズドメインに分離され、前記エポキシ親和性ブロックが前記エポキシ材料の熱膨張又は熱収縮を制限する前記アンダーフィル材料を硬化する段階と
を備える方法。 - 前記アンダーフィル材料を堆積する段階は、
前記ダイを実質的にカプセル化するように前記アンダーフィル材料を堆積することをさらに含む
請求項15に記載の方法。 - 前記アンダーフィル材料を提供する段階は、
ポリ(エチレン−オルト−プロピレン)(PEP)、ポリ(n−ブチルアクリレート)(PnBA)、ポリ(スチレン)(PS)、ポリブタジエン(PBD)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリエチレン(PE)、ポリイソプレン(PI)、ポリ(ブチレンオキシド)(PBO)、ポリ(ヘキシルメタクリレート)(PHMA)及びスチレンエチレン/ブチレンスチレン(SEBS)で構成される群から選択された材料を含む、前記コポリマの前記エポキシ非親和性ブロックを提供する段階と、
ポリ(エチレンオキシド)(PEO)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリ(メタクリル酸グリシジル)(PGMA)、ポリ(2−ビニルピリジン)(P2VP)、ポリ(カプロラクトン)(PCL)及びポリアクリル酸(PAA)で構成される群から選択された材料を含む、前記コポリマの前記エポキシ親和性ブロックを提供する段階と
を含む請求項15に記載の方法。 - 前記アンダーフィル材料を提供する段階は、
PEO−PEP、PEO−PEP−PEO、PEO−PS、PMMA−PS、P2VP−PS、PGMA−PHMA、及びPS−PCLで構成される群から選択された材料を含む前記コポリマを提供する段階を備える
請求項17に記載の方法。 - 前記ダイを前記パッケージ基板に連結させる段階をさらに備える
請求項15から18のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ダイを前記パッケージ基板に連結させる段階が1又は複数のダイレベル相互接続構造を用いて実行され、
前記アンダーフィル材料の堆積の後に、前記アンダーフィル材料が前記1又は複数のダイレベル相互接続構造と直に接触する
請求項19に記載の方法。
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