KR101690051B1 - 집적 회로 패키지를 위한 노출된 솔더링 가능한 열 확산기 - Google Patents

집적 회로 패키지를 위한 노출된 솔더링 가능한 열 확산기 Download PDF

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에드워드 윌리엄 올슨
레너드 슈타르가트
데이비드 로이 응
제프리 킨간 위트
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리니어 테크놀러지 코포레이션
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Abstract

집적 회로 패키지는 반도체 다이, 열 확산기 및 캡슐화 재료를 포함할 수 있다. 반도체 다이는, 전자 회로 및 전자 회로에 대한 노출된 전기 연결부를 포함할 수 있다. 열 확산기는 열 전도성일 수 있으며, 제1 외부 표면 및 제1 외부 표면에 실질적으로 평행한 제2 외부 표면을 가질 수 있다. 제1 외부 표면은 열적으로 전도성인 방식으로 반도체 다이의 실리콘측의 모든 부분에 부착될 수 있다. 캡슐화 재료는 전기적으로 비도전성일 수 있으며, 열 확산기의 제2 표면을 제외하고는 반도체 다이와 열 확산기를 완전히 캡슐화할 수 있다. 열 확산기의 제2 외부 표면은 솔더링 가능할 수 있으며, 집적 회로 플립칩 패키지의 외부 표면의 일부를 형성할 수 있다.

Description

집적 회로 패키지를 위한 노출된 솔더링 가능한 열 확산기{EXPOSED, SOLDERABLE HEAT SPREADER FOR INTEGRATED CIRCUIT PACKAGES}
[관련 출원에 대한 교차 참조]
본 출원은 2014년 8월 1일 출원되고 발명의 명칭이 "Exposed Backside Heat-Spreader for Embedded Die Package"인 미국 임시 특허 출원 제62/032,347호에 기초하며 그에 대한 우선권을 주장한다. 이 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 편입된다.
[기술분야]
본 개시 내용은 집접 회로 패키지, 플립칩 패키지 및 인쇄 회로 보드(PCB(printed circuit board))에 실장되도록 구성된 다른 종류의 패키지를 포함하는 집적 회로 패키징 기술에 관한 것이다.
임베디드 다이(embedded die) 패키지 및 플립칩(flipchip) 패키지와 같은 집적 회로 패키지는 하나 이상의 전자 회로가 제조되는 반도체 다이를 포함할 수 있다. 반도체 다이는 임베디드 다이 패키지에서와 같이 임베디드되거나, 플립칩 패키지에서와 같이 와이어 프레임(wire frame)에 부착될 수 있다. 단일 패키지 내에 적층된 여러 반도체 다이가 있을 수 있다.
이러한 패키지 내의 전자 회로는 동작하는 동안 상당한 열을 생성할 수 있다. 이 열이 신속하게 제거되지 않으면, 전자 회로는 손상될 수 있고, 그리고/또는 적절하게 동작하지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 열의 신속한 제거는 중요할 수 있다.
얇은 측부 도전성 트레이스(trace)가 열을 제거하기 위하여 사용되어 왔다. 그러나, 이는 필요하거나 원하는 만큼 빨리 열을 제거하지 않을 수 있다. 또한, 이는 집적 회로 패키지의 연결 요건에 복잡성을 추가할 수 있다.
집적 회로 패키지는 반도체 다이, 열 확산기 및 캡슐화 재료를 포함할 수 있다. 반도체 다이는, 전자 회로 및 전자 회로에 대한 노출된 전기 연결부를 포함할 수 있다. 열 확산기는 열 전도성일 수 있으며, 제1 외부 표면 및 제1 외부 표면에 실질적으로 평행한 제2 외부 표면을 가질 수 있다. 제1 외부 표면은 열적으로 전도성인 방식으로 반도체 다이의 실리콘측의 모든 부분에 부착될 수 있다. 캡슐화 재료는 전기적으로 비전도성일 수 있으며, 열 확산기의 제2 외부 표면을 제외하고는 반도체 다이와 열 확산기를 완전히 캡슐화할 수 있다. 열 확산기의 제2 외부 표면은 솔더링 가능할 수 있으며, 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성할 수 있다.
이와 같은 구성요소, 단계, 특징, 목적, 이익 및 이점과 다른 구성요소, 단계, 특징, 목적, 이익 및 이점은 이어지는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 첨부된 도면 및 특허청구범위에 대한 검토로부터 명확하게 될 것이다.
도면은 예시적인 실시예에 관한 것이다. 이는 모든 실시예들을 예시하지 않는다. 다른 실시예들이 추가로 또는 대체하여 사용될 수 있다. 명료하거나 불필요할 수 있는 상세 사항은 공간을 절약하고 더욱 효과적인 도시를 위하여 생략될 수 있다. 일부 실시예들은 추가 구성요소나 단계를 가지면서 그리고/또는 도시된 구성요소나 단계를 모두 가지지는 않으면서 실시될 수 있다. 동일한 도면 부호가 상이한 도면에 나타날 때, 이는 동일하거나 유사한 구성요소나 단계를 지칭한다.
도 1a 내지 1r은 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는 솔더링 가능한 표면을 갖는 열 확산기(heat spreader)를 포함하는, 임베디드 다이 패키지와 같은 집적 회로 패키지를 형성하는 과정의 일례를 도시한다.
도 2a 내지 2i는 여러 라우팅층(routing layer)을 포함하고 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는 솔더링 가능한 표면을 갖는 열 확산기를 포함하는, 임베디드 다이 패키지와 같은 집적 회로 패키지를 형성하는 과정의 일례를 도시한다.
도 3a 및 3b는 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는 솔더링 가능한 표면을 갖는 열 확산기를 각각이 포함하는, 플립칩 패키지와 같은 다른 종류의 집적 회로 패키지를 각각 예시한다.
예시적인 실시예가 이제 설명된다. 다른 실시예들이 추가로 또는 대체하여 사용될 수 있다. 명확하거나 불필요할 수 있는 상세 내용은 공간을 절약하기 위하여 또는 더욱 효율적인 설명을 위하여 생략될 수 있다. 일부 실시예들은 추가 구성요소나 단계를 가지면서 그리고/또는 설명되는 구성요소나 단계를 모두 가지지는 않으면서 실시될 수 있다.
도 1a 내지 1r은 집적 회로 패키지의 외부 표면(122)의 일부를 형성하는 솔더링 가능한 표면(120)을 갖는 열 확산기(heat spreader)(104b)를 포함하는, 임베디드 다이 패키지와 같은 집적 회로 패키지를 형성하는 과정의 일례를 도시한다. 내부 반도체 다이(108)의 실리콘측은 열 확산기(104b)의 내부 표면에 전기적으로 그리고 열적으로 부착될 수 있다. 이 패키지는 내부 반도체 다이(108)의 실리콘측이 종래의 표면 실장 기술(SMT(surface mount technology))을 이용하여 인쇄 회로 보드(PCB)에 열적으로 그리고 전기적으로 연결될 수 있게 할 수 있다. 반도체 다이(108)에 부착된 열 확산기(104b)의 표면적은 열 소산 면적을 증가시키기 위하여 이것이 부착된 반도체 다이(108)의 표면적보다 더 클 수 있다. 열 확산기(104b)의 솔더링 가능한 표면(120)은 집적 회로 패키지가 실장되는 PCB에 솔더링될 수 있다. 도 1a 내지 1r에 예시된 과정은 MIS(molded interconnect substrate) 기술을 이용할 수 있다.
도 1a에서, 베이스 금속층(101)(대신에 캐리어층일 수 있다)은 전기 도금 시드층을 위한 기판 역할을 할 수 있다. 베이스 금촉층(101)은 포토 레지스트 필름(102)(예를 들어, 건식 필름 라미네이트 포토레지스트)로 패터닝되고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 도금을 위하여 하부에 놓이는 베이스 금속 영역(103a, 103b, 103c)을 노출시키도록 처리될 수 있다. 포토레지스트 처리는, 예를 들어, 레이저 직접 기록(laser direct write), 현상 및 에칭 단계를 이용하여 획득될 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 개방된 베이스 금속 영역(103a, 103b, 103c)은 도전성 영역(104a, 104c)과 열 확산기(104b)를 제공하기 위하여 전기 도금될 수 있고, 이는 반도체 다이(108)의 전기 연결부 역할을 할 수 있다. 도전성 영역(104a, 104c)과 열 확산기(104b)는, 5 내지 100 미크론과 같은, 임의의 두께를 가질 수 있다. 이 대신에, 도전성 영역(104a, 104c)과 열 확산기(104b)는 스퍼터링과 같은 부착 공정과 같이 상이한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
열 확산기(104b)와 같은 이러한 도전성 영역 중 하나는, 나중에 하부에 부착되어, 후술되는 바와 같이, 반도체 다이(108)와 관련하여 열 확산기 역할을 할 수 있다. 열 확산기(104b)는 2.0W/mK보다 더 클 수 있지만, 0.4 W/mK보다는 더 작지 않은 열 전도 계수를 갖는 재료를 의미하는 열 전도성 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 열 확산기(104b)를 형성하는 재료는, 예를 들어 재료가 금속일 때, 구리와 같이 도전성이고 솔더링 가능할 수 있다.
제2 상호 연결 도체층이 제공될 수 있다. 이 목적으로, 도 1d에 도시된 바와 같이, 제2 포토레지스트 필름(105)이 제공될 수 있다. 포토레지스트 필름(105)(예를 들어, 건식 필름 라미네이트 포토레지스트)가, 예를 들어, 종래의 레이저 직접 기록, 현상 및 에칭 단계를 이용하여, 포토레지시트 필름(102)과 실질적으로 동일한 방식으로 처리될 수 있다. 도 1e에 예시된 바와 같이, 에칭 단계는 포토레지스트 필름(105a, 105b, 105c) 내에 개방된 영역(106a, 106b)을 형성할 수 있다. 그 다음, 이러한 개방된 영역(106a, 106b)은, 도 1f에 도시된 바와 같이, 75 내지 225 미크론과 같은 임의의 두께를 가질 수 있는 전기 전도성인 "스터드(stud)"층(107a, 107b)을 제공하도록 전기 도금될 수 있다. 그 다음, 도 1g에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 필름(105a, 105b, 105c)이 제거될 수 있다.
도 1h에 도시된 바와 같이, 반도체 다이(108)의 실리콘측의 모든 부분은 접착층(109)으로 열 확산기(104b)에 부착될 수 있다.
반도체 다이(108)는 그 상에 가공된 자신의 상호 연결 도전성 구조체(110a, 110b)를 가질 수 있다. 상호 연결 도전성 구조체(110a, 110b)는 예를 들어 3 내지 100 미크론과 같은 임의의 두께를 가질 수 있다.
반도체 다이(108)는 임의의 종류일 수 있다. 예를 들어, 반도체 다이(108)는 실리콘, 갈륨 비소, CMOS, DMOS 또는 아날로그일 수 있다. 반도체 다이(108)는 임의의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 반도체 다이(108)는 75 내지 200 미크론의 두께를 가질 수 있다.
접착층(109)은 임의의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 접착층(109)은 반도체 다이(108)의 실리콘측의 전체 면적에 걸쳐 가로지를 수 있다. 접착층(109)은, Ablestik 84-1LMISR4 에폭시 또는 SnSb 솔더(solder)와 같은 열적으로 전기적으로 전도성이고 솔더링 가능한 재료일 수 있다. 접착층(109)은, 6 내지 75 미크론과 같은 임의의 두께를 가질 수 있다.
그 다음, 도 1i에 도시된 바와 같이, 베이스 금속층(101)은 전기적으로 비전도성인 캡슐화 재료(111)를 이용하여 오버 몰딩될 수 있다. 캡슐화 재료(111)는 스터드층(107a, 107b)과 상호 연결 도전성 구조체(110a, 110b)의 상부를 완전히 덮고 그 위로 연장될 수 있다. 예를 들어, 캡슐화 재료(111)의 높이는 60 내지 600 미크론일 수 있다.
도 1j에 도시된 바와 같이, 캡슐화 재료(111)는 스터드층(107a, 107b)과 상호 연결 도전성 구조체(110a, 110b)의 상부를 노출시키기 위하여 평탄화되거나 연마될 수 있다. 완전한 노출은, 예를 들어, 캡슐화 재료(111)의 상부로부터 50 내지 500 미크론의 제거를 필요로 할 수 있다. 상호 연결 도전성 구조체(110a, 110b)의 상부가 충분히 높지 않다면, 레이저와 같은 것으로 이에 도달하기 위하여 캡슐화 재료(111) 내로 드릴링하는 것이 필요할 수 있다. 추가적인 도전성 스터드가 대신에 추가될 수 있다.
도 1k에 도시된 바와 같이, 스터드층(107a, 107b)을 각각 상호 연결 도전성 구조체(110a, 110b)에 전기적으로 연결하기 위하여, 추가 도전성 라우팅층(routing layer)(112)이, 예를 들어 전기 도금 또는 스퍼터링에 의해, 노출된 도체의 상부에 추가될 수 있다. 도 1l에 도시된 바와 같이, 도전성 라우팅층(112)을 패터닝하기 위하여, 포토레지스트층(113)이 제공될 수 있다.
도 1m에 도시된 바와 같이, 도전성 라우팅층(112)이 에칭되게 하도록 개구(118a, 118b, 118c)를 제공하는데 종래의 포토레지스트 처리, 현상 및 에칭이 다시 사용될 수 있다.
그 다음, 도 1n에 도시된 바와 같이, 도전성 라우팅층(112)이 임의의 적합한 에칭 공정을 이용하여 에칭될 수 있다. 그 다음, 도 1o에 도시된 바와 같이, 포토레지스트층(113a, 113b)이 제거될 수 있다. 에칭되고 노출된 도전성 라우팅층(112)은, 필요하다면, 연마 공정으로 평탄화될 수 있다. 추가 도전층을 형성하기 위한 추가 패터닝이 도 1k 내지 1n과 관련하여 전술된 처리 단계들을 한 번 이상 반복함으로써 추가될 수 있다.
또한, 도 1o는 하나 이상의 부품이 부착될 수 있게 하는 유사한 포토리소그라피 공정에 의해 제공될 수 있는 OSP(organic solderability preservative)층 또는 변색 방지(anti-tarnish)층(114a, 114b)을 도시한다. 추가 부품은, 예를 들어, 수동 회로 요소 및/또는 다른 MIS 기술로 패키징된 소자를 포함할 수 있다.
도 1p는 예를 들어 솔더 마스크 재료일 수 있는 OSP층 구조체(116a, 116b)를 통해 OSP층으로부터 형성된 층(114a, 114b)에 전기적으로 연결되는 추가 전기 부품(115)을 도시한다. 추가 솔더 마스킹, 부품 부착 및/또는 다른 패터닝 가능한 절연성 재료가 도 1o 및 1p에 도시된 단계들과 같은 전술한 단계의 하나 이상을 반복함으로써 포함될 수 있다.
도 1q에 도시된 바와 같이, 결과에 따른 구조체는 비도전성 캡슐화 재료(117)를 이용한 오버 몰딩에 의해 완전히 둘러싸일 수 있다. 오버 몰딩은 500 내지 4000 미크론과 같은 임의의 두께를 갖는 캡을 형성할 수 있다.
베이스 금속층(101)의 전부 또는 일부가 에칭에 의해 선택적으로 제거될 수 있다. 도 1r은 그 일부의 제거를 도시한다. 도전성 영역(104a, 104c)의 노출된 표면과 열 확산기(104b)의 노출된 솔더링 가능한 표면(120)은 적합한 리드 피니시(lead finish)를 이용하여 도금될 수 있다. 도전성 영역(104a, 104c)의 노출된 표면에 대한 솔더 연결이 이루어져 이에 따라 반도체 다이(108)의 회로측의 상부에서 도전성 구조체(110a, 110b)에 대한 전기적 연결부 역할을 할 수 있다. 유사하게, 열 확산기(104b)의 전체 노출된 솔더링 가능한 표면(120)에 대한 솔더 연결이 이루어져 이에 따라 반도체 다이(108)의 실리콘측에 대한 전기적 및 열적 연결부를 모두 제공한다.
전술한 종류 중 하나의 다양한 임베디드 집적 회로 패키지가 동일한 베이스 금속층(101)과 같은 동일한 기판 상에 형성될 수 있다. 그 다음, 개별의 완성된 패키지가 싱귤레이션(singulation)에 의해 획득될 수 있다.
도 2a 내지 2i는 여러 라우팅층을 포함하고 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는 솔더링 가능한 표면을 갖는 열 확산기를 포함하는, 임베디드 다이 패키지와 같은 집적 회로 패키지를 형성하는 과정의 일례를 도시한다. 도 2a는 포토레지스트층(113a, 113b)의 제거 후의 도 1n의 구조체를 도시한다. 그 후, 오버 몰딩 단계는 5 내지 150 미크론과 같은 임의의 두께의 비도전성 캡슐화 재료(201)를 제공할 수 있다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 레이저 드릴링(예를 들어, CO2 적외선 레이저를 이용하는)이 하부에 놓이는 라우팅층(112a, 112b)에 대하여 캡슐화 재료(201) 내에 비아 개구(202a, 202b)를 형성하는데 사용될 수 있다.
그 다음, 도 2d에 도시된 바와 같이, 도전성 라우팅층(203)(예를 들어, 구리)이 캡슐화 재료(201)의 표면 위로 전기 도금 또는 스퍼터링에 의해 제공될 수 있어, 비아 개구(202a, 202b)를 충전한다. 도전성 라우팅층(203)의 표면 상에 균일도를 보장하기 위하여 평탄화 공정이 적용될 수 있다.
그 다음, 도 2e에 도시된 바와 같이, 도전성 라우팅층(203)이 패터닝되고 에칭되어 제2 상호 연결 트레이스층(203a, 203b)(라우팅층(112a, 112b)으로부터 형성되는 제1 상호 연결층)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 1o에 관하여 전술된 공정을 이용하여, 도 2f에 도시된 바와 같이, OSP층 또는 변색 방지층이 가해져 OSP 구조체 또는 변색 방지 구조체(204a, 204b)를 제공할 수 있다. 그 다음, 도 1p에서 솔더 마스크 재료(116a, 116b)를 이용하는 전기 부품(115)의 부착에 관하여 전술된 방식으로, 도 2g에 도시된 바와 같이, 전기 부품(209)이 솔더 마스크 재료(210a, 210b)를 이용하여 부착될 수 있다. 그 다음, 결과에 따른 구조체는 도 2h에 도시된 바와 같이 비도전성 캡슐화 재료(205)로 오버 몰딩 단계를 이용하여 캡슐화될 수 있다. 캡슐화 재료(205)는, 예를 들어, 1 mm 내지 3mm 두께를 가질 수 있다. 도 2i에 도시된 바와 같이, 도 1r에 관하여 전술된 동일한 방식으로, 베이스 금속층(101)의 에칭에 의해 임베디드 집적 회로 패키지가 완성될 수 있다. 도 2h에 도시된 집적 회로 패키지의 여러 인스턴스(instance)가 이후에 단일 베이스 재료에 있을 수 있으며, 그 경우에 각각의 인스턴스는 서로로부터 싱귤레이트될 수 있다.
전술된 열 확산기 기술은 다른 종류의 집적 회로 패키지에 적용될 수 있다. 예를 들어, 범핑된 다이(예를 들어, 핀 패드에 부착된 솔더 범프를 갖는 반도체 다이)가 "플립-칩(flip-chip)" 방식으로 그에 부착될 수 있게 하는 랜딩(landing) 패턴을 갖는 사전 몰딩된 MIS 기판이 대신에 형성될 수 있다. 범핑된 다이가 사전 몰딩된 MIS 기판에 부착된 후에, 결과에 따른 구조체는 비도전성 캡슐화 재료로 이를 오버 몰딩하여 캡슐화될 수 있다. 그 다음, 반도체 다이의 실리콘측에 대한 연결과 하부에 놓이는 기판에 대한 연결을 위하여 개구가 (예를 들어, 레이저 드릴링을 이용하여) 형성될 수 있다. 그 다음, 도체층은 캡슐화 재료의 표면 위로 도금되거나 스퍼터링될 수 있고, 이는 그 다음에 패터닝되고 평탄화되어(필요하다면) 상호 연결 트레이스를 제공할 수 있다. 그 다음, 절연 재료가 상호 연결층 위로 제공되고 패터닝되어 솔더링 가능한 외부 패드를 형성한다.
도 3a 및 3b는 각각이 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는 솔더링 가능한 표면을 가지는 열 확산기(303 또는 312)를 포함하는, 플립칩 패키지와 같은 다른 종류의 집적 회로 패키지의 예를 각각 도시한다. 각각의 집적 회로 패키지는 비도전성 캡슐화 재료(301 또는 310), 반도체 다이(302 또는 311), 열 확산기(303 또는 312), 접착제(304 또는 313), 내부/외부 리드 도체(305, 306 또는 314, 315)(리드 프레임의 일부이었을 수 있다) 및 도전성 플립칩 조인트(307, 308 또는 316, 317)를 포함할 수 있다. 부품(301, 302, 303, 304, 310, 311, 312, 313)은 임베디드 다이 패키지 실시예와 관련하여 전술된 대응하는 부품과 동일할 수 있다.
논의된 구성요소, 단계, 특징, 목적, 이익 및 이점은 단지 예시적인 것이다. 이들 및 이들과 관련된 논의는 어떠한 방식으로도 보호 범위를 제한하려고 의도되지 않는다. 많은 다른 실시예들도 고려될 수 있다. 이들은 더 적고, 추가적이고, 그리고/또는 상이한 구성요소, 단계, 특징, 목적, 이익 및/또는 이점을 가지는 실시예들을 포함한다. 이들도 구성요소 및/또는 단계가 상이하게 배열되고 그리고/또는 상이한 순서를 가지는 실시예를 포함한다.
예를 들어, 반도체 다이는 쓰루 실리콘 비아(through-silicon via)를 포함할 수 있다. 더하여 또는 대신에, 집적된 패키지는 수직으로 적층된 하나 이상의 반도체 다이 및 열 확산기를 포함할 수 있다.
달리 언급되지 않는다면, 모든 측정, 값, 등급(rating), 위치, 크기, 사이즈 및 이어지는 특허청구범위를 포함하는 본 명세서에서 설명된 다른 사양은 대략적인 것으로 정확한 것은 아니다. 이들은 관련된 기능 및 속하는 기술분야에서 관례적인 기능과 일관성 있는 타당한 범위를 가지도록 의도된다.
본 개시 내용에 인용된 논문, 특허, 특허 출원 및 다른 간행물은 모두 참조로서 본 명세서에 편입된다.
"~하는 수단"이라는 어구는, 특허청구범위에 사용될 때, 설명된 대응하는 구조 및 재료와 그 균등물을 포함하도록 의도되며 그와 같이 해석되어야만 한다. 유사하게, "~하는 단계"라는 어구는, 특허청구범위에 사용될 때, 설명된 대응하는 작용과 그 균등물을 포함하도록 의도되며 그와 같이 이해되어야만 한다. 특허청구범위에서 이러한 어구들이 없는 것은 이들의 대응하는 구조, 재료 또는 작용이나 그 균등물로 제한되려고 의도되지 않으며, 그에 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
보호 범위는 이어지는 특허청구범위에 의해서만 제한된다. 그 범위는, 특정 의미가 설명된 것을 제외하고는, 본 명세서와 후속 출원 경과에 비추어 이해될 때 특허청구범위에 사용되는 문언의 통상적 의미와 일치하는 만큼 넓게 그리고 모든 구조적 기능적 균등물을 포함하도록 의도되며 그와 같이 해석되어야 한다.
"제1 및 "제2" 등과 같은 관계형 용어는 하나의 엔티티 또는 동작을 다른 것으로부터, 그 사이의 임의의 실제적인 관계 또는 순서를 반드시 필요로 하거나 암시하지 않으면서, 구별하기 위하여만 사용된다. "포함한다", "포함하는"이라는 용어 및 이의 임의의 다른 파생어는 본 명세서 또는 특허청구범위에서의 요소 리스트와 관련되어 사용될 때 그 리스트가 배타적이지 않으며 다른 요소가 포함될 수 있다는 것을 나타내도록 의도된다. 유사하게, 단수로 표시된 요소는, 추가적인 제한 사항 없이, 동일한 종류의 추가 요소의 존재를 배제하지 않는다.
어떠한 청구항도 미국 특허법 101, 102 또는 103조의 요건을 충족하지 않은 내용을 포함하려고 의도되지 않으며, 그러한 방식으로 해석되지 않아야 한다. 이러한 내용의 의도되지 않은 임의의 커버리지는 이에 의해 권리가 불요구된다. 본 문단에서 언급된 것을 제외하고는, 설명되거나 예시된 어떠한 것도, 특허청구범위에 인용되었는지 여부에 관계없이, 공중에 대한 임의의 구성요소, 단계, 특징, 목적, 이익, 이점 또는 균등물의 헌납을 발생시키도록 의도되거나 이해되어서는 안 된다.
요약서는 독자가 기술적 개시 내용의 본질을 신속하게 확인하는 것을 돕기 위하여 제공된다. 이는, 이것이 특허청구범위의 범위 및 의미를 해석하거나 제한하는데 사용되지 않을 것이라고 이해하면서 제출된다. 또한, 전술한 발명의 상세한 설명에서의 다양한 특징은 본 개시 내용을 간소화하기 위하여 다양한 실시예에서 함께 그루핑된다. 이러한 개시 방법은 각 청구항에서 명시적으로 인용된 더 많은 특징을 필요로 하기 위한 청구된 실시예를 필요로 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 오히려, 이어지는 특허청구범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 내용은 단일의 개시된 실시예의 모든 특징보다 적게 있다. 따라서, 이어지는 특허청구범위는 발명의 상세한 설명에 편입되며, 각각의 청구항은 개별적으로 청구된 내용으로서 자신을 대표한다.

Claims (39)

  1. 집적 회로 패키지에 있어서,
    상기 집적 회로 패키지는,
    전자 회로 및 상기 전자 회로에 대한 노출된 전기 연결부를 포함하는 반도체 다이;
    제1 외부 표면 및 상기 제1 외부 표면에 평행한 제2 외부 표면을 갖는 열 전도성 열 확산기로서, 상기 제1 외부 표면은 열적으로 전도성인 방식으로 상기 반도체 다이의 실리콘측의 모든 부분에 부착되는, 열 확산기; 및
    솔더링 가능하고 상기 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는 상기 열 확산기의 상기 제2 외부 표면을 제외하고, 상기 반도체 다이와 상기 열 확산기를 완전히 캡슐화하는 전기적 비전도성 캡슐화 재료
    를 포함하고,
    상기 집적 회로 패키지는 임베디드 다이 패키지이고;
    상기 반도체 다이는 임베디드 다이이고;
    상기 반도체 다이는 상기 실리콘측에 평행한 회로측을 포함하고;
    상기 집적 회로 패키지는 상기 반도체 다이의 상기 회로측에 대한 적어도 하나의 전기 도금된 전기 연결부를 더 포함하고; 그리고,
    상기 적어도 하나의 전기 도금된 전기 연결부는 전기 도금되거나 스퍼터링된 도전성 라우팅층(routing layer)을 통해 상기 열 확산기의 상기 제2 외부 표면을 포함하는 상기 집적 회로 패키지의 외부 표면 내의 단자에 전기적으로 연결되는,
    집적 회로 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 외부 표면은 접착제를 이용하여 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측에 부착되는,
    집적 회로 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산기는 전기 전도성이고, 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측에 전기적으로 연결되는,
    집적 회로 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 다이의 일부가 아닌 적어도 하나의 추가 전기 부품을 더 포함하는,
    집적 회로 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 추가 전기 부품에 부착되고 상기 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는 표면을 갖는 제2 열 전도성 솔더링 가능한 열 확산기를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 외부 표면은 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측의 표면적보다 더 큰 표면적을 갖는,
    집적 회로 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 집적 회로 패키지는, 상기 집적 회로 패키지가 실장되는 회로 보드의 표면에 상기 열 확산기의 상기 제2 외부 표면을 솔더링하도록 구성되는,
    집적 회로 패키지.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 외부 표면은 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측에 전기 도금되는,
    집적 회로 패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 외부 표면은 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측에 무전해 도금되는,
    집적 회로 패키지.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전기 도금된 전기 연결부는 상기 열 확산기의 상기 제2 외부 표면을 포함하는 상기 집적 회로 패키지의 외부 표면이 아닌 상기 집적 회로 패키지의 외부 표면 내의 단자에 전기적으로 연결되는,
    집적 회로 패키지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단자를 포함하는 표면은 상기 열 확산기의 상기 제2 외부 표면을 포함하는 상기 외부 표면에 평행한,
    집적 회로 패키지.
  16. 삭제
  17. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 다이는 쓰루 실리콘 비아를 포함하는,
    집적 회로 패키지.
  18. 제1항에 있어서,
    제1항에 언급된 종류의 수직으로 적층된 하나 이상의 추가 반도체 다이 및 열 확산기를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지.
  19. 집적 회로 패키지에 있어서,
    상기 집적 회로 패키지는,
    전자 회로 및 상기 전자 회로에 대한 노출된 전기 연결부를 포함하는 반도체 다이;
    제1 외부 표면 및 상기 제1 외부 표면으로부터 구별되는 제2 외부 표면을 갖는 열 전도성 열 확산기로서, 상기 제1 외부 표면은 열적으로 전도성인 방식으로 상기 반도체 다이의 실리콘측의 모든 부분에 부착되는, 열 확산기; 및
    솔더링 가능하고 상기 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는 상기 열 확산기의 상기 제2 외부 표면을 제외하고, 상기 반도체 다이와 상기 열 확산기를 완전히 캡슐화하는 전기적 비도전성 캡슐화 재료
    를 포함하고,
    상기 집적 회로 패키지는 임베디드 다이 패키지이고;
    상기 반도체 다이는 임베디드 다이이고;
    상기 반도체 다이는 상기 실리콘측에 평행한 회로측을 포함하고;
    상기 집적 회로 패키지는 상기 반도체 다이의 상기 회로측에 대한 적어도 하나의 전기 도금된 전기 연결부를 더 포함하고; 그리고,
    상기 적어도 하나의 전기 도금된 전기 연결부는 전기 도금되거나 스퍼터링된 도전성 라우팅층(routing layer)을 통해 상기 열 확산기의 상기 제2 외부 표면을 포함하는 상기 집적 회로 패키지의 외부 표면 내의 단자에 전기적으로 연결되는,
    집적 회로 패키지.
  20. 반도체 다이 내의 전자 회로에 대한 하나 이상의 전기 연결부를 갖는 상기 반도체 다이를 내부에 포함하는 집적 회로 패키지를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 반도체 다이와 상기 전기 연결부를 전기적으로 비전도성인 캡슐화 재료 내에 캡슐화하는 단계;
    상기 집적 회로 패키지 내에서 상기 전기 연결부 중 하나를 노출시켜 상기 전기 연결부에 대하여 상기 캡슐화 재료의 외부 표면에 비아 개구를 형성하도록 상기 캡슐화 재료를 레이저 드릴링하는 단계; 및
    상기 캡슐화 재료의 외부 표면으로부터 상기 전기 연결부로 도전성 라우팅층(routing layer)을 형성하도록 상기 캡슐화 재료 내의 상기 비아 개구 위로 전기 도금 또는 스퍼터링을 수행하는 단계
    를 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 반도체 다이는 실리콘측을 포함하고,
    상기 캡슐화하는 단계 전에, 열적으로 전도성인 열 확산기의 제1 표면을 열적으로 전도성인 방식으로 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측에 부착하는 단계; 및
    상기 캡슐화하는 단계 동안, 상기 열 확산기의 제2 표면을 제외하고, 부착된 상기 열 확산기를 전기적으로 비전도성인 상기 캡슐화 재료 내에 또한 캡슐화하는 단계
    를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제2 표면은 상기 집적 회로 패키지의 외부 표면의 일부를 형성하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 도전성 라우팅층을 상기 열 확산기의 상기 제2 표면과 동일한 평면 내의 단자에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제2 표면은 솔더링 가능한,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 집적 회로 패키지는, 상기 집적 회로 패키지가 실장되는 회로 보드의 표면에 상기 열 확산기의 상기 제2 표면을 솔더링하도록 구성되는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제2 표면은 솔더링 가능한,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 표면을 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측의 모든 부분에 부착하는 단계를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 표면은 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측의 표면적보다 더 큰 표면적을 갖는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 및 제2 표면은 평행한,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 반도체 다이는, 상기 하나 이상의 전기 연결부를 포함하며 상기 실리콘측에 평행한 회로측을 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기를 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측에 부착하기 위하여 접착제를 사용하는 단계를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  32. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기는 전기 전도성인,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  33. 제21항에 있어서,
    상기 반도체 다이의 일부가 아닌 상기 집적 회로 패키지 내의 적어도 하나의 추가 전기 부품을 캡슐화하는 단계를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    열적으로 전도성이고 솔더링 가능한 제2 열 확산기를 상기 적어도 하나의 추가 전기 부품에 부착하는 단계를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 캡슐화하는 단계는, 상기 제2 열 확산기의 표면을 제외하고 상기 제2 열 확산기를 또한 캡슐화하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  36. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 표면을 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측에 전기 도금하는 단계를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  37. 제21항에 있어서,
    상기 열 확산기의 상기 제1 표면을 상기 반도체 다이의 상기 실리콘측에 무전해 도금하는 단계를 더 포함하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  38. 제20항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전기 연결부는 전기 도금되는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
  39. 제20항에 있어서,
    상기 집적 회로 패키지는 상기 반도체 다이의 일부가 아닌 적어도 하나의 추가 전기 부품을 포함하고, 상기 캡슐화하는 단계는 상기 적어도 하나의 추가 전기 부품을 또한 캡슐화하는,
    집적 회로 패키지를 제조하는 방법.
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