KR101148687B1 - 지향적-전도성의 점착성 테이프 장치, 집적 회로 장치 및그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 테이프 점착제는 지향적-전도성이다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 탄소 나노튜브(212, 214, 216, 218)는 테이프 베이스 유형의 재료(210) 내에서 전반적으로 평행한 배열로 구성된다. 탄소 나노튜브는 전반적으로 이들의 평행한 방향으로는 (예를 들어 전기적 및/또는 열적으로) 전도하고, 테이프 베이스 유형의 재료는 전반적으로 수평 방향으로의 전도를 억제한다. 일부 구현에서, 테이프 베이스 재료는 집적 회로 구성 요소(220, 230) 사이에 배열되고, 이때 탄소 나노튜브는 집적 회로 구성 요소 사이를 전도적으로 접속시킨다. 이러한 접근법은 집적 회로 다이(플립 칩 및 종래의 다이)를 패키지 기판에 연결하는 것과 같이, 다양한 구성 요소를 함께 서로 연결하고/하거나 리드프레임에 연결하는 데에 사용될 수 있다.

Description

지향적-전도성의 점착성 테이프 장치, 집적 회로 장치 및 그 제조 방법{NANOTUBE-BASED DIRECTIONALLY-CONDUCTIVE ADHESIVE}
본 발명은 집적 회로 디바이스 및 그에 대한 접근법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 점착성 제품을 포함하는 애플리케이션에 관한 것이다.
집적 회로 산업은 회로 밀도와 복잡도 측면에서의 극적인 증가와, 그에 상응하는 회로 구성 요소와 회로 장치의 치수 측면에서의 극적인 감소를 가능케 하는 기술의 발전을 경험해 왔다. 이러한 기술의 발전은 산업의 극적인 성장과 이에 상응하는 고밀도의, 복잡하고 조밀한 집적 회로 디바이스를 사용하는 제품에 대한 수요를 보급시켜왔다.
이러한 고밀도, 고성능에 대한 필요성에 부응하기 위해, 칩의 외부와 이 칩을 수용하고 패키지된 디바이스를 함께 접속시키는 반도체 패키지의 외부에 회로 칩과 함께 많은 외부 전기 접속부가 구현된다. 다양한 애플리케이션과 함께 고속 및 고효율에 대한 수요가 커짐에 따라, 회로 칩과 그 접속부의 전기 전도성(및 임의의 관련된 손실 또는 지연)이 중요해졌다. 외부에 구현된 커넥터는 예컨대 본딩된 칩, 플립-칩, 패키지 기판, 볼 그리드 어레이(BGA: ball grid array) 기판 및 핀 그리드 어레이(PGA: pin grid array) 기판과 같은 서로 다른 회로 구성 요소를 전기적으로 접속시키는 데에 사용되어왔다. 이러한 전기 접속은 다양한 목적을 위해 회로 구성 요소 사이의 신호 전송을 용이하게 한다. 그러나, 이러한 다른 요소들을 충족시키면서 동시에 원하는 회로 접속 특성을 획득하는 것은 도전 과제이다.
또한, 이러한 증가된 개수의 회로에 전력을 공급하는 데에는 종종 보다 큰 전력 소비를 필요로 한다. 증가된 밀도 및/또는 전력 소비는 일반적으로 열 발생을 증가시키고, 이것은 회로 구성 요소에 대한 잠재적인 문제를 제기할 수 있다. 또한, 회로 장치(및 그에 따른 회로 장치와 관련된 구성 요소)의 치수가 감소됨에 따라, 이러한 회로 장치는 종종 열-관련 스트레스가 증가하는 환경에 놓이게 된다.
이런저런 어려움들이 다양한 애플리케이션과 관련한 회로 기판의 구현 시에 존재한다.
본 발명의 다양한 측면은 집적 회로 및 그외의 디바이스와 구현되는 회로 접속 접근법을 포함한다. 본 발명은 다수의 구현물 및 애플리케이션으로 예시될 수 있으며, 그 중 일부가 하기에 요약되었다.
예시적인 실시예에 따르면, 집적 회로 다이를 패키지 기판과 같은 외부 회로에 전기적으로 연결하는 데에 탄소 나노튜브가 사용된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 탄소 나노튜브는 테이프 점착제(a tape adhesive type of material)과 함께 구현되는데, 이때 탄소 나노튜브는 일반적으로 테이프 점착제의 길이 방향에 대해 수직인 방향으로 배열된다.
일 구현예로, 전술된 테이프 점착제는 집적 회로 디바이스 사이에 배치되고, 이때 탄소 나노튜브는 이 집적 회로 디바이스들을 전기적으로 연결시킨다. 이러한 접근법은, 예를 들어 수직으로 배열된 집적 회로 디바이스들에 적용가능한데, 테이프 점착제가 집적 회로 디바이스들의 대향하는 표면을 따라 연장되고 탄소 나노튜브는 그 수직 방향으로 연장된다. 일부 애플리케이션에서, 테이프 점착제는 집적 회로 디바이스들(예를 들어, 하나의 다이와 하나의 기판)의 대향하는 표면에 존재하는 상호접속 라인들 사이에 배치되고, 이때 탄소 나노튜브는 상호접속 라인들을 전기적으로 접속시킨다.
다양한 디바이스 및 접근법이, 플립 칩 디바이스, 종래의 디바이스, 리드프레임 등을 이용해, 디바이스의 표면 콘택트로의 직접 접속 및 리드프레임으로 구현된 것과 같은 커넥터를 통한 간접 접속을 포함한 다양한 커넥터 접근법으로 다른 예시적인 실시예에서 제조 및/또는 구현된다.
본 발명의 상기 요약은 본 발명에 대해 설명된 각 실시예 또는 모든 구현을 기술하고자 하는 것은 아니다. 첨부된 도면과 하기의 상세한 설명이 이러한 실시예를 보다 구체적으로 예시한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 지향적 전도성 테이프형 재료(a directionally-conductive type of material)의 단면도,
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 탄소 나노튜브 기반의 테이프 재료로 연결된 집적 회로 패키지 장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 탄소 나노튜브 기반의 테이프 재료로 각기 연결된 미세 피치 커넥터(fine pitch connector)를 갖는 집적 회로 패키지 장치의 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 집적 회로 디바이스를 제조하는 접근법에 대한 순서도.
본 발명은 첨부된 도면에 관련된 본 발명의 다양한 실시예에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 보다 완벽하게 이해될 수 있다.
본 발명이 다양한 변경 및 대체의 형태로 수정될 수 있지만, 본 발명에 대한 명세가 예시의 방법으로 도면에 도시되었으며 하기에서 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명이 기술된 특정 실시예로 제한되는 것은 아님을 이해해야 한다. 그와 반대로, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 범주 내에 포함되는 모든 변경, 균등물 및 대안을 커버한다.
본 발명은 집적 회로 구성 요소의 전기 접속을 포함하고/하거나 그로부터 이익을 얻는 다양한 회로 및 접근법에 대해 적용가능하다. 본 발명이 이러한 적용에 제한되어야 하는 것은 아니지만, 이러한 환경에서 예시함으로써 본 발명의 다양한 측면이 가장 잘 이해될 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 테이프형 재료의 표면 사이를 전기적 및 열적으로 전도하는 지향적 전도성 테이프형 재료 내에 탄소 나노튜브가 배열된다. 테이프형 재료는 길이, 폭 및 두께를 가지고, 탄소 나노튜브는 일반적으로 길이와 폭에 수직인 두께 방향으로 배열된다. 테이프 지지 수단 내의 예컨대 접착제, 플라스틱 및/또는 절연성 재료 등의 베이스 재료(base material)는 어떤 경우에 탄소 나노튜브를 그들의 장치 내에서 분리시킨다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 탄소 나노튜브가 강화된 전도성 테이프는 집적 회로 구성 요소를 전기적으로 연결하는 데에 사용된다. 테이프는 길이, 폭 및 두께를 가지며, 두께 방향으로 테이프의 대향하는 표면들에 위치한 점착제를 구비한다(즉, 길이와 폭이 수평으로 배향되어 있을 때, 테이프의 상단 표면 및 하단 표면이 점착제를 포함한다). 예컨대 다이와 다이의 사이, 플립 칩 애플리케이션에서의 다이와 기판 사이 또는 상호접속부 사이처럼 집적 회로 구성 요소들의 사이에 위치했을 때, 점착제는 테이프를 집적 회로 구성 요소들에 부착시키고, 결국 테이프로 인해 집적 회로 구성 요소들이 서로 부착된다.
탄소 나노튜브(즉, 필라멘트)는 일반적으로 테이프의 두께 방향으로 연장하고, 이때 개별적인 탄소 나노튜브는 각각 테이프의 대향하는 각 표면들 사이에 뻗어 있다. 테이프가 상호접속부와 같은 컨덕터 상에 위치할 때, 탄소 나노튜브는 컨덕터에 대한 전기 콘택트를 형성한다. 각각의 집적 회로 상의 대향하는 상호접속부가 서로 정렬할 때, 테이프 내의 탄소 나노튜브는 대향하는 상호접속부들을 전기적으로 연결시킨다.
다른 예시적인 실시예에서, 두께 방향으로 가로질러 연장하는 수직 배열된 탄소 나노튜브들을 갖는 점착 테이프는 이 점착 테이프의 두께 방향으로 연장되어 있는 탄소 나노튜브들을 연결하도록 배열된 수평방향의 탄소 나노튜브를 갖는다. 이러한 접근법으로, 테이프를 가로질러 오프셋 위치들에 대한 전기 접속이 형성된다. 이런 점에서, 테이프 점착제가 예를 들어 대향하는 집적 회로 구성 요소들에 접속되었을 때, 이 집적 회로 구성 요소들 상의 오프셋 커넥터들은 나노튜브들 사이의 전술한 접속을 사용하여 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 탄소 나노튜브는 상당히 미세한 피치(탄소 나노튜브 사이의 작은 거리)에서 점착성 테이프의 두께 방향을 가로질러 배열된다. 이러한 실시예로 구현된 탄소 나노튜브는 그들의 폭보다 명백하게 길다. 이 점에서, 탄소 나노튜브는 근접한 장치를 가능하게 하고, 결과적으로, 테이프가 집적 회로 구성 요소들을 서로 연결하는 데에 사용될 경우, 근접 배열된 커넥터 사이의 접속을 가능하게 한다. 집적 회로 다이를 BGA 기판에 연결시키는 것과 같은 일부 애플리케이션에서, 탄소 나노튜브는 약 150 미크론(㎛) 미만의 횡방향 간격(피치)에서 배열되고, 다른 예에서는 약 100㎛ 미만의 횡방향 간격으로 배열된다. 리소그래피 기술을 사용하여 형성된 컨덕터를 구비하는 기판들을 연결시키는 것과 같은 상대적으로 보다 작은 규모의 다른 애플리케이션에서, 탄소 나노튜브는 약 10㎛ 미만의 피치로 배열된다. 상대적으로 더욱 작은 규모의 다른 애플리케이션에서는, 약 1㎛ 미만의 탄소 나노튜브 피치가 구현되고, 또 다른 애플리케이션에서는 약 10㎚ 미만의 탄소 나노튜브 피치가 구현된다. 이러한 접근법으로, 다양한 서로 다른 유형의 회로 커넥터 사이의 접속이 가능해진다.
본 명세서에서 기술된 바와 같이 점착성 테이프형 재료와의 접속에 사용되는 탄소 나노튜브는 다양한 접근법을 사용하여 테이프 내에 배열될 수 있다. 일부 구현예로, 탄소 나노튜브는 일반적으로 테이프 내에 사용된 재료로부터 수직 방향으로 성장한다. 성장이 필요한 곳에 촉매 재료가 배열되고, 탄소 함유 기체가 촉매 재료에 가해진다. 탄소 나노튜브는 일반적으로 촉매 재료로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 성장한다. 성장 후에, 탄소 나노튜브 주변의 영역은 예를 들어 하나 이상의 접착제, 규격 플라스틱 및 절연 재료를 포함하는 베이스 재료로 충진된다(filled). 테이프의 표면은 예컨대 점착성 베이스 재료를 사용하고/하거나 표면에 점착 물질을 추가하여 점착제와 함께 배열된다.
다른 구현예로, 탄소 나노튜브는 점착성 테이프 내에서의 사용을 위해 성장 및 분리된다. 분리된 탄소 나노튜브는 테이프의 길이 방향에 대해 수직으로 배열되고, 분리된 탄소 나노튜브 주변의 영역은 전술된 바와 같이 충진된다.
본 발명의 예시적인 실시예와 관련하여 구현될 수 있는 탄소 나노튜브에 대한 일반적인 정보 및 탄소 나노튜브 성장 접근법에 대한 특정 정보를 제공하도록, M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus 및 P. C. Eklund에 의한 "Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes"(샌디에이고 소재 Academic Press사에 의해 1996년 출판)를 참조할 수 있으며, 이는 본 명세서에서 전체가 참조로서 인용된다.
도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 지향적-전도성 테이프형 재료(100)의 단면도이다. 테이프형 재료(100)는 각각 상단 표면(102)과 하단 표면(104)을 구비하며, 몇몇의 탄소 나노튜브가 상단 표면과 하단 표면 사이에서 연장한다. 단면이 도시된 탄소 나노튜브(110, 112, 114, 116)와 상단 노출부가 도시된 추가적인 탄소 나노튜브(111, 113, 115, 117)는 모두 베이스 재료(120)에 의해 절연된다. 탄소 나노튜브는 테이프형 재료(100)의 두께 방향으로 연장되어 있는데, 테이프의 수평방향 길이 "L"과 폭 "W" 방향에 대해 일반적으로 수직 방향으로 뻗어 있는 치수 "t"로 표기된다.
탄소 나노튜브는 테이프형 재료(100)의 상단 표면(102)으로부터 하단 표면(104)으로 연장하고 두께 "t"를 가로질러 열 및/또는 전기를 전도시킨다. 베이스 재료(120)는 탄소 나노튜브를 절연시키고, 따라서 테이프형 재료(100)의 수평방향과 폭 방향("L" 및 "W")으로의 전도를 완화(예를 들어, 감소, 억제 또는 방지)한다.
일부 구현예에서, 상단 표면(102) 및/또는 하단 표면(104)은 (각각) 칩 또는 기판과 같은 집적 회로 구성 요소에 접착되도록 점착제를 포함한다. 일부 애플리케이션에서, 개별적인 점착제가 표면(102, 140) 중 하나 또는 둘 모두에서 형성된다. 다른 애플리케이션에서는, 베이스 재료(120)가 점착제이다.
베이스 재료(120)는 애플리케이션에 따라 하나 이상의 다양한 재료, 입수가능한 재료 및 원하는 특성을 포함한다. 전술된 바와 같이, 베이스 재료(120)는 집적 회로 구성 요소에 대한 연결을 가능하게 하도록 점착제를 포함할 수 있다. 이런 점에서, 다양한 접착제가 사용될 수 있다. 애플리케이션이 바람직하게 가요성 테이프형 재료를 포함해야 하는 경우, 일반적으로 베이스 재료(120)가 가요성 재료이다. 테이프형 재료(100)가 집적 회로 구성 요소의 고르지 않은 표면상에 구현되는 경우, 또는 유연성 재료가 요구되는 경우, 베이스 재료(120)는 집적 회로 구성 요소의 표면 구성의 둘레 및/또는 내부를 압박하거나 또는 쥐어짜도록 사용되는 컨퍼밍 재료(conforming material)이다. 이러한 접근법 및 다른 접근법에서, 베이스 재료(120)로 사용되는 재료는 플라스틱, 접착제, 아교, 에폭시, 열가소성 물질, 실리콘, 그리스, 오일 및 레진 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 충진 재료는 안정성 또는 열 전도성과 같은 다양한 목적을 위해 베이스 재료(120)와 함께 선택적으로 사용되며, 실리카(silica) 및 탄소 나노튜브 더스트(dust)와 같은 재료를 포함할 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 테이프형 재료(100) 내의 탄소 나노튜브 사이에 수평방향의 전도성 접속이 만들어진다. 예로서(점선으로 도시됨), 수평방향의 전도성 커넥터(130)는 탄소 나노튜브(110, 112) 사이에서 연장되어 있다. 수평방향의 전도성 커넥터(130)는 탄소 나노튜브 또는 다른 전도성 재료를 사용하여 구현될 수 있다. 또한, 수평방향의 전도성 커넥터는 세 개 이상의 탄소 나노튜브를 연결하거나, 탄소 나노튜브들을 폭 "W"의 방향으로 연결하거나, 또는 인접하지 않은 탄소 나노튜브들을 연결하도록 연장될 수 있다(예를 들어, 탄소 나노튜브(110)는 반드시 탄소 나노튜브(112)와 연결되지 않아도 탄소 나노튜브(114)와 연결될 수 있다).
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 탄소 나노튜브 기반의 테이프(210)와 연결된 집적 회로 패키지 장치(200)의 단면도이다. 테이프(210)는 도 1의 테이프형 재료(100)에 관련하여 전술된 바와 유사한 접근법을 사용하여 구현될 수 있다. 대향하는 집적 회로 구성 요소(220, 230)는 각기 컨덕터(222, 232)(예를 들어 상호접속부)와 함께 배열되어 있고, 이들 컨덕터는 테이프(210)에 의해 분리된 채 서로 대향하고 있다.
각각의 집적 회로 구성 요소(220, 230)가 그들 사이의 테이프(210)와 함께 압박될 때, 테이프(210) 내의 탄소 나노튜브는 컨덕터(222, 232)를 전기적으로 접속시킨다. 대표적으로 탄소 나노튜브(212, 214, 216, 218)가 전반적으로 수직 방향으로 연장되는 것으로 도시되었으며, 그에 따라 집적 회로 구성 요소(220, 230) 사이에서 수직 방향으로 (전기적 및/또는 열적) 전도시킨다. 탄소 나노 튜브는 이 탄소 나노튜브를 비교적 나노-규모의 치수로 될 수 있게 하는 피치(즉, 거리) "p"만큼 분리된다. 피치 "p"는 특별한 필요를 충족시키도록 선택될 수 있는데, 예를 들면, 상대적으로 근접한 수방향평 커넥터에 대한 접속을 제공하면서 커넥터들을 필연적으로 전기적으로 접속시키지 않도록 선택될 수 있다. 그들의 피치 "p"에 관련된 탄소 나노튜브의 선택 및 배열을 포함하는 추가적인 예는 도 3을 참조로 하여 아래에 더 기술될 것이다.
집적 회로 구성 요소(220, 230)는 예컨대 플립 칩 애플리케이션, 다이-기판 애플리케이션 및 서로 다른 구성 요소 또는 칩 상의 상호접속부 사이의 전반적인 접속과 같은 다양한 애플리케이션에서 사용되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 플립 칩 애플리케이션이 구현되었을 때, 집적 회로 구성 요소(220)는 플립 칩 다이이고 집적 회로 구성 요소(230)는 패키지 기판이며, 탄소 나노튜브(212, 214, 216, 218)는 집적 회로 다이의 회로 측면(222)과 패키지 기판(232)를 전기적으로 접속시킨다. 리드프레임 접근법을 위해, 집적 회로 구성 요소(220, 230)는 각각 집적 회로 칩과 리드프레임으로 구현될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 전도성 패드(240)가 컨덕터(232)에 배치된다. 전도성 패드는 전도성 패드 내에 탄소 나노튜브(212, 214, 216, 218)의 단부를 매립할 수 있게 하는 특성을 갖는 연성 금속을 포함한다. 이러한 탄소 나노튜브의 매립은 탄소 나노튜브와 컨덕터(232) 사이의 전도성 접속을 용이하게 하고, 테이프(210)와 집적 회로 구성 요소(230) 사이의 물리적 연결도 강화시키도록 구현될 수 있다. 탄소 나노튜브 컨덕터에 관한 전반적인 정보 및 컨덕터 내에 탄소 나노튜브를 구현하는 접근법에 관한 정보를 위해, 본 명세서와 동시에 출원되었으며 본 명세서에서 전체를 참조로서 인용하는 미국 가특허출원 제 호(미국 특허 779265/미국 특허 779253)가 참조될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라, 탄소 나노튜브 기반의 테이프 재료와 독립적으로 연결된 미세 피치 커넥터(fine pitch connector)를 갖는 집적 회로 패키지 장치(300)의 단면도이다. 집적 회로 패키지 장치(300)는 상단 집적 회로 구성 요소 및 하단 집적 회로 구성 요소(320, 330)를 구비하고, 이들 상단 및 하단 집적 회로 구성 요소는 각각 서로 대향하는 회로 커넥터를 갖는다. 탄소 나노튜브 기반의 테이프(310)는 상단 및 하단 집적 회로 구성 요소(320, 330)의 사이에 위치되어, 선택된 위치에서 집적 회로 구성 요소들을 전기적으로 접속시킨다. 이러한 테이프(310)는 예를 들어, 도 1과 관련하여 전술된 것과 유사한 접근법을 사용하여 구현될 수 있다.
상단 집적 회로 구성 요소(320)는 상호접속부(322, 324)를 구비하고, 하단 집적 회로 구성 요소(330)는 그에 대응하는 상호접속부(332, 334)를 구비한다. 탄소 나노튜브 기반의 테이프(310)는 수직으로 배열된 탄소 나노튜브(312, 314)를 구비하고, 이 탄소 나노튜브들은 각각 상호접속부(322, 332)를 함께 연결시키고 상호접속부(324, 334)를 함께 연결시킨다. 탄소 나노튜브(312, 314)(및 단면도에 일부분이 도시된 테이프 내의 다른 탄소 나노튜브)는 각각의 집적 회로 구성 요소 상의 인접한 상호접속부의 독립적인 연결을 가능케 하도록 피치 "p"로 이격된다. 즉, 테이프(310)의 특성이 수직 방향의 전도는 활성화하면서 수평 방향의 전도는 경감 혹은 억제함으로써, 상호접속부(322, 332)의 사이와 상호접속부(324, 334)의 사이에 상대적으로 작은 피치로 독립적인 접속이 각각 이루어질 수 있다. 일부 애플리케이션(예를 들어, 집적 회로 칩-BGA 기판의 접속인 경우)에서는, 피치 "p"가 약 100㎛ 미만이다. 다른 애플리케이션에서 피치 "p"는 약 1㎛ 미만이며, 집적 회로 다이-다이 접속과 같은 또 다른 애플리케이션에서는 피치 "p"가 약 10㎚ 미만이다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 집적 회로 디바이스를 제조하는 접근법에 대한 순서도이다. 블록(410)에서, 촉매 성장 위치가 외부 테이프 표면 유형의 재료와 같은 하단 테이프 재료 상에 배열된다. 촉매 성장 위치는, 집적 회로 구성 요소로의 접속을 위해 선택된 피치 또는 거리만큼 이격되어 위치된다(예를 들어 피치는 특정 집적 회로 칩 상의 집적 회로 커넥터 사이의 거리에 해당한다). 블록(420)에서, (예를 들어, 화학적 증착(CVD)에 의한) 탄소 나노튜브 성장을 활성화하는 환경 하에서 탄소 함유 기체가 촉매 재료에 도입된다. 블록(430)에서 탄소 나노튜브는 각 성장 위치로부터 성장하고, 블록(440)에서, 성장된 탄소 나노튜브 주변에 절연성 테이프 베이스 재료가 형성된다. 절연성 테이프 베이스 재료는 예를 들어 전술된 하나 이상의 재료를 사용하여 구현되는데, 집적 회로 구성 요소에 테이프 베이스 재료를 연결하는 것을 가능하게 하면서 전반적으로 수평 방향(즉, 탄소 나노튜브의 사이)으로의 전기 전도는 경감시키거나 또는 억제하는 것을 가능하게 한다.
탄소 나노튜브가 성장하고 탄소 나노튜브 주위에 테이프 베이스 재료가 충진되면, 테이프는 집적 회로 구성 요소와 함께 구현될 준비가 되었다. 이와 관련하여, 블록(450)에서, 테이프는 집적 회로 구성 요소 사이에서 배열되고, 성장된 탄소 나노튜브들은 집적 회로 구성 요소 상의 대향하는 커넥터에 대해 정렬된다(예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같다). 블록(460)에서 집적 회로 구성 요소는 함께 압박되어, 정렬된 탄소 나노튜브가 정렬된 대향하는 커넥터와 전기적으로 접속하게 된다. 일부 애플리케이션에 있어서, 도 2의 재료(240)와 관련하여 기술된 것과 유사한 접근법에서, 블록(460)에서의 압박은 탄소 나노튜브의 한쪽 또는 양쪽 단부를 연성 재료 내부에 매립하는 것을 포함한다. 함께 압박되면, 테이프는 집적 회로 구성 요소 사이에 특정 지향성의 전도성을 가능하게 하여, 집적 회로 구성 요소 상에 정렬된 커넥터 사이의 열적, 전기적 전도를 촉진한다.
전술된 다양한 실시예 및 도면은 단지 예시의 방법으로 제공된 것으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 전술된 설명 및 도면에 기초하여, 당업자는 본 명세서에서 도시되고 기술된 예시적인 실시예 및 애플리케이션을 직접적으로 따르지 않고 본 발명에 다양한 변경 및 변화가 가능하다는 점을 쉽게 인식할 것이다. 예를 들어, 탄소 나노튜브는 붕소와 같이 탄소가 아닌, 또는 탄소에 추가하여 다른 재료가 사용될 수 있다. 또한, 예시의 방법으로 기술된 인터페이스 장치는 다수의 다른 유형의 재료, 장치 및 배향으로 구현될 수 있다. 이러한 변경 및 변화는 본 발명의 진정한 사상 및 범주로부터 벗어나지 않는다.

Claims (29)

  1. 지향적-전도성의 점착성 테이프 장치(a directionally-conductive adhesive tape arrangement)(100)에 있어서,
    수평 방향으로 연장되어 있고, 대향하는 상단 표면(102)과 하단 표면(104)을 구비하는 테이프 베이스 재료(120)와,
    상기 테이프 베이스 재료 내에서 상기 대향하는 상단 표면과 하단 표면 사이에 연장되어 있는 평행한 복수의 탄소 나노튜브(110-117)와,
    상기 복수의 탄소 나노튜브 중 적어도 두 개의 탄소 나노튜브를 연결하도록 연장되어 있는 수평 방향의 전도성 커넥터를 포함하되,
    상기 테이프 베이스 재료와 상기 탄소 나노튜브는, 상기 대향하는 상단 표면과 하단 표면 사이에는 전기를 전도시키고 상기 테이프 베이스 재료 내의 수평 방향으로는 전기의 전도를 억제시키도록 배치되는
    지향적-전도성의 점착성 테이프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향하는 상단 표면 및 하단 표면에 점착성 층을 더 포함하되,
    상기 테이프 베이스 재료는 상기 점착성 층을 포함하는
    지향적-전도성의 점착성 테이프 장치.
  3. 집적 회로 장치(200)에 있어서,
    상단 집적 회로 구성 요소(220) 및 하단 집적 회로 구성 요소(230)?각각의 구성 요소는 다른 집적 회로 구성 요소와 대향하는 자신의 외부 표면에 전도성 커넥터(222, 232)를 구비함?와,
    상기 상단 집적 회로 구성 요소 및 하단 집적 회로 구성 요소 사이에 수평으로 연장되어, 상기 상단 집적 회로 구성 요소 및 하단 집적 회로 구성 요소에 연결되어 있는 지향적-전도성 테이프(210)를 포함하되,
    상기 지향적-전도성 테이프는,
    상단 표면 및 하단 표면과,
    상기 상단 표면 및 상기 하단 표면 사이에 수직방향으로 연장되어, 상기 상단 집적 회로 구성 요소 및 상기 하단 집적 회로 구성 요소 상의 상기 전도성 커넥터들 사이에 전기를 전도시키는 복수의 탄소 나노튜브(212, 214, 216, 218)와,
    상기 복수의 탄소 나노튜브의 수평 방향 둘레에서 상기 복수의 탄소 나노튜브를 전기적으로 절연시키는 절연성 베이스 재료를 포함하는
    집적 회로 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 탄소 나노튜브 중 적어도 일부는 10㎚ 미만의 피치로 이격되어 있는
    집적 회로 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 상단 집적 회로 구성 요소와 상기 하단 집적 회로 구성 요소 중 적어도 하나의 외부 표면의 상기 전도성 커넥터는, 상기 상단 집적 회로 구성 요소와 상기 하단 집적 회로 구성 요소 내의 회로에 전기적으로 접속되는 전도성 패드이고,
    상기 복수의 탄소 나노튜브 중 적어도 하나의 탄소 나노튜브의 한쪽 단부는 상기 전도성 커넥터 내에 매립되는
    집적 회로 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 탄소 나노튜브는 상기 상단 집적 회로 구성 요소와 상기 하단 집적 회로 구성 요소의 각각의 상기 전도성 커넥터에 매립되는
    집적 회로 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 상단 집적 회로 구성 요소는 집적 회로 다이이고, 상기 하단 집적 회로 구성 요소는 기판이되,
    상기 상단 집적 회로 구성 요소는 플립 칩 다이이고, 이때 상기 플립 칩 다이는 후면에 대향하는 회로면과, 상기 회로면의 외부 표면에 복수의 커넥터를 구비하고 있고,
    상기 하단 집적 회로 구성 요소는 상기 플립 칩 다이에 전기적으로 접속되는 패키지 기판이고, 이때 상기 플립 칩 다이의 상기 회로면은 상기 테이프에 대해 상기 회로면이 아래로 향한 채 접하고 있는(face-down)
    집적 회로 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 탄소 나노튜브 중 인접하는 탄소 나노튜브들은 상기 상단 집적 회로 구성 요소의 상기 외부 표면에 있는 서로 다른 전도성 커넥터를 상기 하단 집적 회로 구성 요소의 서로 다른 전도성 커넥터에 연결시키는
    집적 회로 장치.
  9. 집적 회로 장치의 제조 방법에 있어서,
    평행한 복수의 탄소 나노튜브를 제공하는 단계(410, 420, 430)와,
    상기 복수의 탄소 나노튜브의 둘레에서 상기 복수의 탄소 나노튜브를 절연시키는 테이프 베이스 재료를 형성하는 단계(440)?상기 테이프 베이스 재료는 대향 하는 상단 표면과 하단 표면을 구비하고 수평 방향으로 연장되어 있으며, 상기 탄소 나노튜브는 상기 상단 표면과 상기 하단 표면 사이에 연장되어 있음?와,
    상기 테이프 베이스 재료를 상단 집적 회로 구성 요소와 하단 집적 회로 구성 요소의 사이에 배치하는 단계(450)와,
    상기 상단 집적 회로 구성 요소 상의 외부 커넥터와 상기 하단 집적 회로 구성 요소 상의 외부 컨덕터를 상기 테이프 베이스 재료 내의 상기 복수의 탄소 나노튜브를 사용하여 전기적으로 접속시키는 단계(460)를 포함하되,
    상기 테이프 베이스 재료와 상기 복수의 탄소 나노튜브는 실질적으로 수직 방향으로는 전기를 전도시키고 상기 수평 방향으로의 전기 전도를 억제하도록 구성 및 배치되는
    집적 회로 장치의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 평행한 복수의 탄소 나노튜브를 제공하는 단계는,
    하단(lower) 테이프 베이스 재료 상에 촉매 재료를 배치하는 단계와,
    상기 촉매 재료로부터 평행한 방향으로 상기 복수의 탄소 나노튜브를 성장시키는 단계를 포함하고,
    상기 테이프 베이스 재료를 형성하는 단계는,
    상기 복수의 탄소 나노튜브가 성장한 후에 상기 하단 테이프 베이스 재료 상에 테이프 베이스 재료를 형성하는 단계를 포함하는
    집적 회로 장치의 제조 방법.
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