JP2019511120A - バックサイドドリリング埋込みダイ基板 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年3月18日に米国特許商標庁に出願された非仮出願第15/074,750号の優先権および利益を主張し、その内容全体が、以下に全文が完全に記載されるかのように、すべての適用可能な目的のために参照により本明細書に組み込まれている。
いくつかの特徴は、向かい合う誘電体層間にはさまれた導電層を有する基板と、基板内のキャビティと、キャビティ内で基板に取り付けられたダイと、基板の両側で誘電体層と貼り合わせられたプリプレグ層とを含む埋込みダイ基板(EDS)に関する。少なくとも1つの単一セグメント相互接続部(たとえば、ある連続的な長さのある導電性材料によってめっきされおよび/または充填された穴)が、EDSのバックサイドのプリプレグ層、基板の誘電体層を貫通してダイ内部に延びている。単一セグメント相互接続部は、ダイの第1の面(たとえば、トップサイド)上の導電性パッドをプリプレグ層の反対側の第2の面(たとえば、バックサイド)上の導電性パッドに電気的および/または熱的に結合することができる。ダイの一部を含む単一セグメント相互接続部は、ダイがキャビティ内で基板に結合され(取り付けられ)た後にEDSのバックサイドドリリングプロセスの間に形成されてもよい。EDSのバックサイドドリリングプロセスの間に事前指定された位置に単一セグメント相互接続部(ダイ内の部分を含む)を形成すると、たとえば、EDSにおける事前指定された位置に対応する位置にあらかじめ形成された基板貫通ビア(TSV)を含むダイを使用する場合と比較して、ダイのコストを削減し、ダイをEDSに組み込むコストを削減することができる。さらに、EDSのバックサイドドリリングプロセスの間に事前指定された位置に単一セグメント相互接続部(ダイ内の部分を含む)を形成すると、熱放散接地抵抗を最小限に抑える材料を選択することができる1つの導電材料によって単一セグメント相互接続部をその全長に沿って製作することが可能になる。
EDSは一般に、2種類のダイのうちの一方を使用する。第1の種類のダイは、ダイのトップサイド面上に入力/出力/接地/電力パッドを有する。EDSにおいて第1の種類のダイを使用すると、配線に関する問題が生じる。すべての配線は、ダイのトップサイド面から始まる(または終わる)ことができる。第1の種類のダイの下方のEDSの層への配線は、ダイから上にダイを越えて配線されるトレースを使用してもよい。トレースをダイから上にダイを越えて配線することは、2次元空間と3次元空間のどちらでも困難である場合がある。配線問題を解決するうえで伴う余分な時間によって、全体的な構成のコストが増すことがある。トレースを追加すると、メタライゼーションの開路または短絡の可能性が増すことに起因して信頼性が低下することがある。さらに、EDSにおいて第1の種類のダイを使用すると、性能が悪影響を受ける場合があり、少なくとも部分的に、トレースが遠回りに配線されることに起因してEDSの熱的要件および/または電気的要件が満たされなくなることがある。たとえば、メタライゼーションの配線が長いと、EDS内のダイから熱を除去することが困難になる場合がある。さらに、メタライゼーションの配線が長いと、不要な電磁エネルギーが、メタライゼーションに結合し、それによってダイの内部回路に到達し、ダイの動作に干渉する可能性が高くなる。
図1は、1手法による第1の種類のダイ124(たとえば、TSVを有さないダイ)を実装する埋込みダイ基板(EDS)100の一例の断面図である。EDS100は、中央導電層104と、トップサイド誘電体層106と、バックサイド誘電体層108とを含むコア基板102を含むことができる。
図3は、本明細書で説明する態様による第1の単一セグメントダイ貫通相互接続部310と第4の単一セグメントダイ貫通相互接続部316とを含むEDS300の断面図を示す。
図7A〜図7Cは、本明細書で説明する態様による単一セグメントダイ貫通相互接続部を含むEDSを提供する/製作するための段階の例示的なシーケンスを示す。いくつかの実装形態では、単一セグメントダイ貫通相互接続部を含むEDSを提供する/製作することはいくつかのプロセス段階を含む。図7は、単一セグメントダイ貫通相互接続部を含むEDSを提供する/製作するための段階の例示的なシーケンスを示す図である(図7A〜図7Cを含む)。いくつかの実装形態では、図3、図4、図6A、および/または図6Bの単一セグメントダイ貫通相互接続部を含むEDSを製作するために図7A〜図7Cの例示的なシーケンスが使用されてもよい。しかしながら、簡略化のために、図7A〜図7Cについては、図3のEDSを提供する/製作することの文脈において説明する。
図8は、単一セグメントダイ貫通相互接続部を含むEDSを製作するための例示的な方法の流れ図800を示す。いくつかの実装形態では、図3、図4、図6A、および/または図6Bの単一セグメントダイ貫通相互接続部を含むEDSを製作するために図8の例示的な方法が使用されてもよい。しかしながら、簡略化のために、図8については、図3のEDSを提供する/製作することの文脈において説明する。
図11は、単一セグメントダイ貫通相互接続部を含む前述のEDSのいずれかと統合されることがある様々な電子デバイスを示す。たとえば、モバイル電話デバイス1102、ラップトップコンピュータデバイス1104、固定ロケーション端末デバイス1106、装着型デバイス1108などの電子デバイスが、本明細書で説明するような単一セグメントダイ貫通相互接続部1100を含むEDSを含んでよい。図11に示す電子デバイスは例示的なデバイスである。たとえば、本明細書で説明する単一セグメントダイ貫通相互接続部1100を含むEDSは、限定はしないが、モバイルデバイス、ハンドヘルドパーソナル通信システム(PCS)ユニット、携帯情報端末、ポータブルデータ端末、全地球測位システム(GPS)対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、固定ロケーション端末(たとえば、メーター読取り機器)、通信デバイス、モバイル電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、コンピュータ、装着型デバイス(たとえば、腕時計、眼鏡)、モノのインターネット(IoT)デバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、ルータ、自動車(たとえば、自律型自動車を含む)に実装される電子デバイス、またはデータもしくはコンピュータ命令を記憶するかもしくは取り込む任意の他のデバイス、あるいはそれらの任意の組合せを含むデバイスの群を含む他の電子デバイスに組み込まれてもよい。
102 コア基板
104 中央導電層
106 トップサイド誘電体層
108 バックサイド誘電体層
112 相互接続部
122 キャビティ
124 ダイ
128、130、132、134 導電性パッド
136 保護導電層
138 フィラー材料
140 トップサイド積層
142 バックサイド積層
144 配線経路
146 ノード
148 導電トレース
152 第1のビアセグメント
154 第1のパッド
156 第2のビアセグメント
158 第3のビアセグメント
160 第2のパッド
162 第4のビアセグメント
200 EDS
202 コア基板
204 中央導電層
206 トップサイド誘電体層
208 バックサイド誘電体層
222 キャビティ
224 ダイ
228、230、232、234 導電性パッド
236 トップサイド保護導電層
238 フィラー材料
240 トップサイド積層
242 バックサイド積層
264 第1の基板貫通ビア(TSV)
266 第2のTSV
268 バックサイド導電性パッド
270 バックサイド保護導電層
272、274 相互接続部
280 パッドまたはトレース
300 EDS
301 第1の面
302 基板
303 第2の面
304 導電層
306 第1の誘電体層
308 第2の誘電体層
310 第1の単一セグメントダイ貫通相互接続部
310H 第1の穴
312 第2の相互接続部
314 第3の相互接続部
316 第4の単一セグメントダイ貫通相互接続部
316H 第4の穴
322 キャビティ
324 ダイ
326 接着剤、はんだ、またはエポキシ
328 第1の導電性パッド
330、332、334 導電性パッド
336 保護導電性パッド
338 フィラー材料
340 第1の積層
342 第2の積層
364 第1のノード
366 バックサイドパッドまたはトレース
370 第4のノード
376 伝導経路
378 伝導経路
382 M1層
384 M2層
386 M3層
388 M4層
400 EDS
401 第1の面
402 基板
403 第2の面
404 導電層
406 第1の誘電体層
408 第2の誘電体層
410 第1の相互接続部
410H 第1の穴
411、417 第1の端部
412 第2の相互接続部
414 第3の相互接続部
416 第4の相互接続部
416H 第4の穴
422 キャビティ
424 ダイ
426 接着剤、はんだ、またはエポキシ
428、430、432、434 導電性パッド
436 保護導電性パッド
438 フィラー材料
440 第1の積層
442 第2の積層
467 パッドまたはトレース
476、478 伝導経路
482 M1層
484 M2層
486 M3層
488 M4層
524 ダイ
525 領域
527 ガード領域
600 第1のEDS
602 第1の位置
604 第2の位置
624 領域
625 領域
701 第1の面
702 基板
703 第2の面
704 導電層
706 第1の誘電体層
708 第2の誘電体層
710 第1の単一セグメントダイ貫通相互接続部
710H 内側穴
711、713 導電性材料
711H、713H 穴
712H 第1のトップサイド内側穴
714H 第2のトップサイド内側穴
715 パッドまたはトレース
716 第4の単一セグメントダイ貫通相互接続部
717 パッドまたはトレース
718 第1のセグメント化相互接続部
722 キャビティ
724 ダイ
726 接着剤、はんだ、またはエポキシ
728、730、732、734 導電性パッド
736 レーザーストップ層
738 フィラー材料
740 第1の積層
742 第2の積層
746H 第2のトップサイド外側穴
752 導電性材料
752H 第1のトップサイド外側穴
756H 第2の外側穴
760 パッドまたはトレース
762 導電性材料
762H 第1の外側穴
764 第1のノード
766 第2のノード
770 第4のノード
782 M1層
784 M2層
786 M3層
788 M4層
790 第1の水平トレース
792 第2の水平トレース
M1、M2、M3、M4 メタライゼーション層
1100 単一セグメントダイ貫通相互接続部
1102 モバイル電話デバイス
1106 ラップトップコンピュータデバイス
1108 装着型デバイス
Claims (30)
- 第1の面と反対側の第2の面とを有する基板と、
前記第1の面から前記基板内に画定されるキャビティと、
前記キャビティのフロアに結合されたダイであって、前記キャビティの前記フロアに対して遠位側の前記ダイの面上に導電性パッドを有するダイと、
前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延び、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内に画定される穴と、
前記穴内に位置し、前記基板の前記第2の面と前記導電性パッドとの間を、前記基板の前記第2の面および前記導電性パッド内を通って延びる導電性材料とを備えるデバイス。 - 前記基板は、前記基板の前記第1の面における第1の誘電体層と前記基板の前記第2の面における第2の誘電体層との間にはさまれた導電層を含むコア基板である、請求項1に記載のデバイス。
- 前記キャビティは前記第1の誘電体層および前記導電層を含んでおらず、
キャビティの前記フロアは、前記キャビティ内に露出された前記第2の誘電体層によって画定される、請求項2に記載のデバイス。 - 前記穴は、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って連続している、請求項1に記載のデバイス。
- 前記穴は、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延びる直線軸に沿って同心である、請求項1に記載のデバイス。
- 前記穴は、前記穴の長さに沿った単一の直線穴である、請求項1に記載のデバイス。
- 前記導電性材料は、ユニタリー単一セグメントである、請求項1に記載のデバイス。
- 前記導電性材料は、1つの層のみを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 第1の面と反対側の第2の面とを有する基板と、
前記第1の面から前記基板内に画定されるキャビティと、
前記キャビティのフロアに結合されたダイであって、前記キャビティの前記フロアに対して遠位側の前記ダイの面上に導電性パッドを有するダイと、
前記基板の前記第2の面に結合された積層であって、前記基板の前記第2の面が、前記ダイと前記積層との間にはさまれる積層と、
前記積層、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延び、前記積層、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内に画定される穴と、
前記穴内に位置し、前記積層と前記基板の前記第2の面と前記ダイと前記導電性パッドとの間を、前記積層、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延びる導電性材料とを備えるデバイス。 - 前記基板は、前記基板の前記第1の面における第1の誘電体層と前記基板の前記第2の面における第2の誘電体層との間にはさまれた導電層を含むコア基板である、請求項9に記載のデバイス。
- 前記穴は、前記積層、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って連続している、請求項9に記載のデバイス。
- 前記穴は、前記積層、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延びる直線軸に沿って同心である、請求項9に記載のデバイス。
- 前記穴は、前記穴の長さに沿った単一の直線穴である、請求項9に記載のデバイス。
- 前記導電性材料は、ユニタリー単一セグメントである、請求項9に記載のデバイス。
- 前記導電性材料は、1つの層のみを含む、請求項9に記載のデバイス。
- 前記デバイスは、モバイルデバイス、ハンドヘルドパーソナル通信システム(PCS)ユニット、携帯情報端末、ポータブルデータ端末、全地球測位システム(GPS)対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、固定ロケーション端末、通信デバイス、モバイル電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、コンピュータ、装着型デバイス、モノのインターネット(IoT)デバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、ルータ、自動車に実装される電子デバイスのうちの少なくとも1つを含む群から選択されるデバイスに組み込まれる、請求項9に記載のデバイス。
- 第1の面と反対側の第2の面とを有する基板と、
前記第1の面から前記基板内に画定されるキャビティと、
前記キャビティのフロアに結合されたダイであって、前記キャビティの前記フロアに対して遠位側の前記ダイの面上に導電性パッドを有するダイと、
前記基板および前記ダイを貫通し、前記導電性パッドを前記基板の前記第2の面上の、前記導電性パッドと反対側のノードに結合する相互接続部のための手段とを備えるデバイス。 - 前記相互接続部のための前記手段は、
前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延び、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内に画定される穴と、
前記穴内に位置し、前記基板の前記第2の面と前記導電性パッドとの間を、前記基板の前記第2の面および前記導電性パッド内を通って延びる導電性材料とを備える、請求項17に記載のデバイス。 - 前記相互接続部のための前記手段は、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って連続している、請求項17に記載のデバイス。
- 前記相互接続部のための前記手段は、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延びる直線軸に沿って同心である、請求項17に記載のデバイス。
- 前記相互接続部のための前記手段は、前記穴の長さに沿った単一の直線穴を含む、請求項17に記載のデバイス。
- 前記相互接続部のための前記手段は、前記導電性パッド内から前記導電性パッドに結合するユニタリー単一セグメントとして形成される導電性材料を含む、請求項17に記載のデバイス。
- 埋込みダイ基板を製作する方法であって、
第1の面と反対側の第2の面とを有する基板を用意するステップと、
前記第1の面から前記基板内に画定されるキャビティを形成するステップと、
前記キャビティのフロアにダイを結合するステップであって、前記ダイが、前記キャビティの前記フロアに対して遠位側の前記ダイの面上に導電性パッドを有する、ステップと、
前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延び、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内に画定される穴をドリリングするステップと、
前記基板の前記第2の面と前記ダイと前記導電性パッドとの間を、前記基板の第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延び、前記穴内から前記導電性パッドに結合する導電性材料によって前記穴をめっきしおよび/または充填するステップとを含む方法。 - 前記ダイは、前記穴をドリリングするステップの前に、前記キャビティの前記フロアに結合される請求項23に記載の方法。
- 前記穴をドリリングするステップは、1度に実行される、請求項23に記載の方法。
- 前記穴は、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延びる直線軸に沿って同心であるように形成される、請求項23に記載の方法。
- 前記穴は、前記穴の長さに沿った単一の直線穴であるように形成される、請求項23に記載の方法。
- 前記導電性材料は、ユニタリー単一セグメントとして形成される、請求項23に記載の方法。
- 前記基板の前記第2の面と前記ダイと前記導電性パッドとの間を、前記基板の前記第2の面、前記ダイ、および前記導電性パッド内を通って延びる前記導電性材料は、1つだけの層として形成される、請求項23に記載の方法。
- 前記基板の前記第2の面に積層を結合するステップをさらに含み、
前記穴は、前記積層内を通って延びて前記積層内に画定されるようにさらにドリリングされ、前記導電性材料は、前記積層内を通ってさらに延びる、請求項23に記載の方法。
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