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特表2024-541421両面埋め込みトレース基板(ETS)を備えるパッケージ基板を用いた集積回路(IC)パッケージ、及び関連する製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-08
(54)【発明の名称】両面埋め込みトレース基板(ETS)を備えるパッケージ基板を用いた集積回路(IC)パッケージ、及び関連する製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 25/10 20060101AFI20241031BHJP
   H05K 3/46 20060101ALI20241031BHJP
【FI】
H01L25/14 Z
H05K3/46 N
H05K3/46 Q
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024529645
(86)(22)【出願日】2022-10-28
(85)【翻訳文提出日】2024-05-17
(86)【国際出願番号】 US2022078880
(87)【国際公開番号】W WO2023091851
(87)【国際公開日】2023-05-25
(31)【優先権主張番号】17/456,068
(32)【優先日】2021-11-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507364838
【氏名又は名称】クアルコム,インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100163522
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 晋平
(72)【発明者】
【氏名】ホン・ボク・ウィ
(72)【発明者】
【氏名】ジョアン・レイ・ヴィラルバ・ビュオ
(72)【発明者】
【氏名】ミッシェル・イェジン・キム
(72)【発明者】
【氏名】クイウォン・カン
(72)【発明者】
【氏名】アニケット・パティル
【テーマコード(参考)】
5E316
【Fターム(参考)】
5E316AA22
5E316AA43
5E316EE01
5E316FF01
5E316GG15
5E316GG28
5E316HH22
5E316HH40
5E316JJ02
5E316JJ12
(57)【要約】
両面埋め込みトレース基板(ETS)を備えるパッケージ基板を用いた集積回路(IC)パッケージ、及び関連する製造方法。より高密度の入出力(I/O)接続をサポートしつつ、ICパッケージ内に低減された厚さの基板を提供して、ICパッケージの全高を低減することを容易にするために、ICパッケージ内のパッケージ基板は、両面ETSを含む。両面ETSは、両方とも絶縁層内に埋め込まれた金属トレースを含む2つの隣接するETS金属化層を含む。両面ETSのETS金属化層内の埋め込み金属トレースは、ETS金属化層内の埋め込み金属トレース間に信号ルーティング経路を提供するために、垂直相互接続アクセス(ビア)(たとえば、金属ピラー、金属ポスト)を介して互いに電気的に結合され得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の金属化層であって、
第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第1の金属トレースを備える第1の金属層と、を備える第1の金属化層と、
前記第1の金属化層に垂直方向に結合された第2の金属化層であって、
第2の絶縁層と、
前記第2の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第2の金属トレースを備える第2の金属層と、を備える第2の金属化層と、
各々が前記第1の絶縁層及び前記第2の絶縁層に配置された1つ又は複数の垂直相互接続アクセス(ビア)であって、各々が前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレース及び前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合されている、1つ又は複数の1つ又は複数のビアと、を備える、
両面埋め込みトレース基板(ETS)を備える、
パッケージ基板を備える、
集積回路(IC)パッケージ。
【請求項2】
前記第1の絶縁層が、前記第2の絶縁層に前記垂直方向に結合されている、請求項1に記載のICパッケージ。
【請求項3】
前記第1の金属化層が、第1の外側金属化層を備え、前記1つ又は複数の第1の金属トレースが各々、1つ又は複数の第1の外部相互接続部に結合されるように構成されており、
前記第2の金属化層が、第2の外側金属化層を備え、前記1つ又は複数の第2の金属トレースが各々、1つ又は複数の第2の外部相互接続部に結合されるように構成されている、
請求項1に記載のICパッケージ。
【請求項4】
前記1つ又は複数の第1の外部相互接続部を備える1つ又は複数の第1のダイ相互接続部を備える第1のダイであって、前記1つ又は複数の第1のダイ相互接続部の各々が、前記第1の金属化層の前記第1の金属層内の前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合されている、第1のダイをさらに備え、
前記1つ又は複数の第2の外部相互接続部が各々、前記第2の金属化層の前記1つの第2の金属層内の前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合されている、
請求項3に記載のICパッケージ。
【請求項5】
前記両面ETSに結合された第1のダイをさらに備え、
前記第1のダイが、各々が前記パッケージ基板の前記第1の金属化層の前記第1の金属層内の前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合された1つ又は複数の第1のダイ相互接続部を備える、
請求項1に記載のICパッケージ。
【請求項6】
前記パッケージ基板が、第2の基板をさらに備え、
前記両面ETSが、インターポーザ基板を備え、
前記ICパッケージが、
前記第2の基板に結合された第1のダイを備える第1のダイパッケージをさらに備え、
前記第1のダイパッケージが、前記インターポーザ基板と前記第2の基板との間に配置されており、
前記第1のダイが、各々が前記インターポーザ基板の前記第2の金属化層内の前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースを、前記第2の基板に結合する1つ又は複数の第1の垂直相互接続部を備える、
請求項1に記載のICパッケージ。
【請求項7】
第2のダイを備える第2のダイパッケージをさらに備え、
前記インターポーザ基板が、前記第2のダイパッケージと前記第1のダイパッケージとの間に前記垂直方向に配置されており、
前記第2のダイが、各々が前記インターポーザ基板の前記第1の金属化層の前記第1の金属層内の前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合された1つ又は複数の第2のダイ相互接続部を備える、
請求項6に記載のICパッケージ。
【請求項8】
前記パッケージ基板が、
第3の金属化層であって、
第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第3の金属トレースを備える第3の金属層であって、前記両面ETSの前記第2の金属化層の前記第2の金属層に隣接する第3の金属層と、を備える第3の金属化層と、
前記第3の金属化層に前記垂直方向に結合された第4の金属化層であって、
第4の絶縁層と、
前記第4の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第4の金属トレースを備える第4の金属層と、を備える第4の金属化層と、
各々が前記第3の絶縁層及び前記第4の絶縁層内に配置された1つ又は複数の第2のビアであって、各々が前記1つ又は複数の第3の金属トレースのうちの1つの第3の金属トレース及び前記1つ又は複数の第4の金属トレースのうちの1つの第4の金属トレースに結合されている、1つ又は複数の第2のビアと、を備える、
第2の両面ETSをさらに備える、請求項1に記載のICパッケージ。
【請求項9】
各々が前記第2の金属化層内の前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレース及び前記第3の金属化層内の前記1つ又は複数の第3の金属トレースのうちの1つの第3の金属トレースに結合された1つ又は複数の第3のビアをさらに備える、請求項8に記載のICパッケージ。
【請求項10】
各々が前記両面ETS及び前記第2の両面ETSを通って延び、前記第1、第2、第3、及び第4の金属化層を互いに結合する1つ又は複数の第3のビアをさらに備える、請求項8に記載のICパッケージ。
【請求項11】
前記両面ETSと前記第2の両面ETSとの間に前記垂直方向に配置されたコア基板をさらに備える、請求項8に記載のICパッケージ。
【請求項12】
前記パッケージ基板が、
両面ETSに結合された積層基板であって、
第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層に結合された第3の金属層であって、1つ又は複数の第3の金属相互接続部を備える、第3の金属層と、
各々が前記第3の絶縁層内に配置された1つ又は複数の第2のビアであって、各々が前記1つ又は複数の第3の金属相互接続部のうちの1つの第3の金属相互接続部に結合されている、1つ又は複数の第2のビアと、備える積層基板をさらに備え、
前記1つ又は複数の第2のビアの各々が、前記両面ETSの前記第2の金属化層の前記第2の金属層内の前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合されている、
請求項1に記載のICパッケージ。
【請求項13】
前記パッケージ基板が、
両側ETSに前記垂直方向に隣接する第2の基板をさらに備え、前記第2の基板が、
第3の金属化層であって、
第3の絶縁層と、
前記第3の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第3の金属トレースを備える第3の金属層と、を備える第3の金属化層をさらに備え、
前記第1の金属化層の前記第1の金属層内の前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの少なくとも1つの第1の金属トレースが、前記第3の金属化層の前記第3の金属層内の前記1つ又は複数の第3の金属トレースのうちの少なくとも1つの第3の金属トレースに結合されている、
請求項1に記載のICパッケージ。
【請求項14】
前記パッケージ基板が、
第3の基板であって、
第4の絶縁層と、
前記第4の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第4の金属トレースを備える第4の金属層と、を備える第4の金属化層を備える、第3の基板と、
前記両面ETSの前記第1の金属化層が、前記第2の基板に隣接し、前記両面ETSの前記第2の金属化層が、前記第3の基板に隣接するように、前記第2の基板と前記第3の基板との間に前記垂直方向に配置された前記両面ETSと、をさらに備え、
前記第2の金属化層の前記第2の金属層内の前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの少なくとも1つの第2の金属トレースが、前記第4の金属化層の前記第4の金属層内の前記1つ又は複数の第4の金属トレースのうちの少なくとも1つの第4の金属トレースに結合されている、
請求項13に記載のICパッケージ。
【請求項15】
セットトップボックス、エンターテイメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、固定ロケーションデータユニット、モバイルロケーションデータユニット、全地球測位システム(GPS)デバイス、モバイルフォン、セルラーフォン、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)フォン、タブレット、ファブレット、サーバ、コンピュータ、ポータブルコンピュータ、モバイルコンピューティングデバイス、ウェアラブルコンピューティングデバイス、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、モニタ、コンピュータモニタ、テレビ、チューナ、ラジオ、衛星ラジオ、音楽プレーヤ、デジタル音楽プレーヤ、ポータブル音楽プレーヤ、デジタルビデオプレーヤ、ビデオプレーヤ、デジタルビデオディスク(DVD)プレーヤ、ポータブルデジタルビデオプレーヤ、自動車、車両部品、アビオニクスシステム、ドローン、及びマルチコプタらなる群から選択されるデバイスに一体化されている、請求項1に記載のICパッケージ。
【請求項16】
第1の金属化層を形成することであって、
第1の絶縁層を形成することと、
1つ又は複数の第1の金属トレースを前記第1の絶縁層内に埋め込むことであって、前記1つ又は複数の第1の金属トレースが第1の金属層を形成することと、を含む、第1の金属化層を形成することと、
第2の金属化層を形成することであって、
第2の絶縁層を形成することと、
1つ又は複数の第2の金属トレースを前記第2の絶縁層内に埋め込むことであって、前記1つ又は複数の第2の金属トレースが第2の金属層を形成することと、を含む、第2の金属化層を形成することと、
前記第2の金属化層を前記第1の金属化層に垂直方向に結合することと、
前記第1の金属トレースを前記第2の金属トレースに結合するために、前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースと、前記第1の絶縁層と、前記第2の絶縁層と、前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に各々1つ又は複数の垂直相互接続アクセス(ビア)を形成することとを含む、
両面埋め込みトレース基板(ETS)を形成することを含む、集積回路(IC)パッケージ用のパッケージ基板を製造する方法。
【請求項17】
前記第2の金属化層を前記第1の金属化層に垂直方向に結合することが、前記第1の絶縁層を前記第2の絶縁層に垂直方向に結合することを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
1つ又は複数の第1のダイ相互接続部を備える第1のダイを設けることと、
前記第1の金属化層の前記第1の金属層内の前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合された前記1つ又は複数の第1のダイ相互接続部の各々を結合することと、
をさらに含む、請求項16に記載の方法。
【請求項19】
1つ又は複数の第2の外部相互接続部のうちの1つの第2の外部相互接続部を、前記第2の金属化層の前記第2の金属層内の前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの各第2の金属トレースに結合することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
【請求項20】
第2の基板を設けることと、
前記両面ETSと前記第2の基板との間に第1のダイパッケージを配置することであって、前記第1のダイパッケージが、第1のダイ及び1つ又は複数の第1の垂直相互接続部を備えることと、
前記第1のダイを前記第2の基板に結合することと、
前記第2の金属化層内の前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースへの前記1つ又は複数の第1の垂直相互接続部のうちの各第1の垂直相互接続部を、前記第2の基板に結合することと、
をさらに含む、請求項16に記載の方法。
【請求項21】
1つ又は複数の第2のダイ相互接続部を備える第2のダイを備える第2のダイパッケージを設けることと、
前記第2のダイパッケージと前記第1のダイパッケージとの間に垂直方向に前記両面ETSを配置することと、
各々が前記両面ETSの前記第1の金属化層の前記第1の金属層内の前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合された前記1つ又は複数の第2のダイ相互接続部のうちの各第2のダイ相互接続部を結合することと、
をさらに含む、請求項20に記載の方法。
【請求項22】
前記第1の金属化層を形成することが、
第1のキャリア上に第1の導電性金属層を形成することと、
前記第1の導電性金属層上に第1のフォトレジスト層を形成することと、
前記第1のフォトレジスト層内に複数の第1の開口部を形成することと、
前記1つ又は複数の第1の金属トレースを形成するために、前記複数の第1の開口部内に第1の金属材料を配置することと、をさらに含み、
前記第2の金属化層を形成することが、
第2のキャリア上に第2の導電性金属層を形成することと、
前記第2の導電性金属層上に第2のフォトレジスト層を形成することと、
前記第2のフォトレジスト層内に複数の第2の開口部を形成することと、
前記1つ又は複数の第2の金属トレースを形成するために、前記複数の第2の開口部内に第2の金属材料を配置することと、をさらに含む、
請求項16に記載の方法。
【請求項23】
前記第1の絶縁層を形成することが、前記1つ又は複数の第1の金属トレース上に第1の誘電体材料を積層することを含み、
前記第2の絶縁層を形成することが、前記1つ又は複数の第2の金属トレース上に第2の誘電体材料を積層することを含む、
請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記第1の導電性金属層から前記第1のキャリアを取り外すことと、
前記第2の導電性金属層から前記第2のキャリアを取り外すことと、
をさらに含む、請求項23に記載の方法。
【請求項25】
前記1つ又は複数のビアを形成することが、
前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの前記1つの第1の金属トレースと、垂直方向に前記第1の金属トレースと少なくとも部分的に垂直に整列された前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの前記1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に各々1つ又は複数の開口部を形成することと、
前記1つ又は複数のビアを形成するために前記1つ又は複数の開口部内に金属材料を配置することであって、前記1つ又は複数のビアのうちの各ビアが、前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの前記1つの第1の金属トレースを、前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの前記1つの第2の金属トレースに結合することと、
を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
前記第1の金属化層から前記第1の導電性金属層を除去することと、
前記第2の金属化層から前記第2の導電性金属層を除去することと、
をさらに含む、請求項24に記載の方法。
【請求項27】
前記1つ又は複数のビアを形成することが、
前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの前記1つの第1の金属トレースと、垂直方向に前記第1の金属トレースと少なくとも部分的に垂直に整列された前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの前記1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に各々1つ又は複数の開口部を形成することと、
前記1つ又は複数のビアを形成するために前記1つ又は複数の開口部内に金属材料を配置することであって、前記1つ又は複数のビアのうちの各ビアが、前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの前記1つの第1の金属トレースを、前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの前記1つの第2の金属トレースに結合することと、
を含む、請求項16に記載の方法。
【請求項28】
前記1つ又は複数の開口部を形成することが、前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの前記1つの第1の金属トレースと、垂直方向に前記第1の金属トレースと少なくとも部分的に垂直に整列された前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの前記1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に前記1つ又は複数の開口部を穿孔することを含む、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記1つ又は複数の開口部を穿孔することが、前記1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの前記1つの第1の金属トレースと、垂直方向に前記第1の金属トレースと少なくとも部分的に垂直に整列された前記1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの前記1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に前記1つ又は複数の開口部をレーザ穿孔することを含む、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
前記第1の金属化層上に第1のはんだレジスト層を形成することと、
前記第2の金属化層上に第2のはんだレジスト層を形成することと、
をさらに含む、請求項16に記載の方法。
【請求項31】
前記1つ又は複数の第1の金属トレースを露出させるために、前記第1のはんだレジスト層内に1つ又は複数の第1の開口部を形成することと、
前記1つ又は複数の第2の金属トレースを露出させるために、前記第2のはんだレジスト層内に1つ又は複数の第2の開口部を形成することと、
をさらに含む、請求項30に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権出願
本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、2021年11月22日に出願された「INTEGRATED CIRCUIT(IC)PACKAGES EMPLOYING A PACKAGE SUBSTRATE WITH A DOUBLE SIDE EMBEDDED TRACE SUBSTRATE(ETS),AND RELATED FABRICATION METHODS」と題する米国特許出願第17/456,068号に基づく優先権を主張するものである。
【背景技術】
【0002】
I.開示の分野
本開示の分野は、集積回路(integrated circuit、IC)パッケージに関し、より具体的には、ICパッケージ内の半導体ダイ(単数又は複数)への信号ルーティングをサポートするパッケージ基板の設計及び製造に関する。
【0003】
II.背景
集積回路(Integrated circuits、ICs)は、電子デバイスの基礎である。ICは、「半導体パッケージ」又は「チップパッケージ」とも呼ばれるICパッケージにパッケージングされる。ICパッケージは、物理的支持及びダイ(単数又は複数)への電気的インターフェースを提供するためのパッケージ基板に実装され、電気的に結合される1つ又は複数の半導体ダイ(「ダイ(dies)」又は「ダイ(dice)」)をIC(単数又は複数)として含む。ICパッケージの一例は、複数のダイパッケージが互いの上に積み重ねられたパッケージオンパッケージ(package-on-a-package、POP)ICパッケージである。ICパッケージのパッケージ基板は、ダイ(単数又は複数)間の電気的インターフェースを提供するために、隣接する金属化層間で金属相互接続部を互いに結合する垂直相互接続アクセス(ビア)を備える金属相互接続部(たとえば、金属トレース、金属ライン)を含む1つ又は複数の金属化層を含む。ダイ(単数又は複数)は、ダイ(単数又は複数)をパッケージ基板の金属相互接続部に電気的に結合するために、パッケージ基板の上部ダイ側の金属化層に露出した金属相互接続部に電気的にインターフェースされる。パッケージ基板はまた、ICパッケージ内のダイ(単数又は複数)間の外部インターフェースを提供するために、外部金属相互接続部(たとえば、ボールグリッドアレイ(ball grid array、BGA)相互接続部)に結合された金属相互接続部を含む底部外側金属化層を含む。外部金属相互接続部はまた、パッケージをプリント回路基板(printed circuit board、PCB)に取り付け、そのダイ(単数又は複数)をPCBの回路構成とインターフェースするために、PCB内のトレースに結合(たとえば、はんだ付け)することができる。
【発明の概要】
【0004】
本明細書に開示の態様は、両面埋め込みトレース基板(embedded trace substrate、ETS)を備えるパッケージ基板を用いた集積回路(IC)パッケージを含む。関連する製造方法も開示される。ICパッケージは、パッケージ基板に電気的に結合された少なくとも1つの半導体ダイ(「ダイ」)を含み、ダイ(単数又は複数)を支持し、ダイ(単数又は複数)への接続を提供する。ICパッケージは、互いの上に積み重ねられ、ダイパッケージ間の電気信号ルーティングを提供する介在インターポーザパッケージ基板を介して互いに電気的に結合された別個のICパッケージとして複数のダイパッケージを含むパッケージオンパッケージ(POP)ICパッケージであり得る。より高密度の入出力(input/output、I/O)接続を低減されたライン/スペース比(line/spacing ratio、L/S)で依然としてサポートしつつ、ICパッケージ内に低減された厚さの基板(単数又は複数)を提供して、ICパッケージの全高を低減することを容易にするために、ICパッケージ内のパッケージ基板は、両面ETSを含む。両面ETSは、両方とも絶縁層内に埋め込まれた金属トレースを含む2つの隣接するETS金属化層を含む。外側ETS金属化層の絶縁層は、各ETS金属化層の金属トレースが絶縁層のそれぞれの第1及び第2の外側部分内に埋め込まれている共有絶縁層とすることができる。両面ETSのETS金属化層内の埋め込み金属トレースは、ETS金属化層内の埋め込み金属トレース間に信号ルーティング経路を提供するために、垂直相互接続アクセス(ビア)(たとえば、金属ピラー、金属ポスト)を介して互いに電気的に結合され得る。一例では、ICパッケージのパッケージ基板は、2つのETS金属化層がパッケージ基板の外側金属化層である両面ETSを備える。別の例では、ICパッケージのパッケージ基板は、パッケージ基板の外側金属化層が、外側両面ETSのそれぞれの外側ETS金属化層である複数の両面ETSを含む。別の例では、ICパッケージのパッケージ基板は、1つ又は複数の両面ETS並びに他の金属化層を含む。
【0005】
ICパッケージのパッケージ基板内に両面ETSを含めることによって、両面ETS支持体のETS金属化層は、それらの金属トレースが埋め込まれているため、低減された厚さを有するとともに、低減されたL/Sでより高密度の接続をサポートする。このようにして、追加の金属化層を追加し、及び/又はパッケージ基板の厚さ(すなわち、垂直方向の高さ)を増加させ、したがって、ICパッケージの全体的な厚さを増加させる必要なしに、ICパッケージ内の相互接続のより高い密度をサポートすることができる。また、両面ETSが、互いに隣接する類似するETS金属化層を含むので、両面ETSは、たとえば1つのETS金属化層のみを有する他の基板よりも対称な構造を有し得る。これにより、両面ETSのETS金属化層はより類似する熱膨張係数(coefficient of thermal expansion、CTE)を有することになり、したがって、ETS金属化層間のCTE不整合が低減又は回避され、これは次いで、パッケージ基板の反りを低減させ得る。また、パッケージ基板内に両面ETSを設けることによって、両面ETS内のETS金属化層の金属層は、パッケージ基板内で垂直方向に互いにより近接して配置され得、これは、ETS金属化層間の信号経路ルーティング距離を短縮し、その結果、信号ルーティング経路のインピーダンスが低減され、ETS金属化層内の信号ルーティング経路間のクロストークも低減される。両面ETSが、ダイパッケージ間の接続のためのインターポーザパッケージ基板を通る信号ルーティング経路の長さを短縮させ、したがって、これらの信号ルーティング経路のインピーダンスを低減させて性能を改善することができるので、これは、両面ETSを含むインターポーザパッケージ基板を含むICパッケージにとって特に有利であり得る。
【0006】
この点について、1つの例示的な態様では、ICパッケージが提供される。ICパッケージは、パッケージ基板を備える。パッケージ基板は、両面ETSを備える。両面ETSは、第1の絶縁層と、第1の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第1の金属トレースを備える第1の金属層と、を備える含む第1の金属化層を備える。両面ETSはまた、第1の金属化層に垂直方向に結合された第2の金属化層を備える。第2の金属化層は、第2の絶縁層と、第2の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第2の金属トレースを備える第2の金属層と、を備える。両面ETSはまた、各々が第1の絶縁層及び第2の絶縁層に配置された1つ又は複数の垂直相互接続アクセス(ビア)を備える。1つ又は複数のビアは各々、1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレース、及び1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合される。
【0007】
別の例示的な態様では、ICパッケージを製造する方法が提供される。方法は、ICパッケージ用のパッケージ基板を製造することを含む。パッケージ基板を製造することは、両面ETSを形成することを含む。両面ETSを形成することは、第1の絶縁層を形成することと、1つ又は複数の第1の金属トレースを第1の絶縁層内に埋め込むことであって、1つ又は複数の第1の金属トレースが第1の金属層を形成する、ことと、を含む。両面ETSを形成することはまた、第2の絶縁層を形成することと、1つ又は複数の第2の金属トレースを第2の絶縁層内に埋め込むことであって、1つ又は複数の第2の金属トレースが第2の金属化層を形成する、ことと、を含む。両面ETSを形成することはまた、第2の金属化層を第1の金属化層に垂直方向に結合することを含む。両面ETSを形成することはまた、第1の金属トレースを第2の金属トレースに結合するために、1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースと、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に各々1つ又は複数のビアを形成することを含む。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】複数の半導体ダイ(「ダイ」)パッケージを含む例示的なパッケージオンパッケージ(POP)集積回路(IC)パッケージの側面図であり、ダイパッケージ間の電気的インターフェースを提供するために介在インターポーザパッケージ基板を介して垂直高さ方向に互いの上に実装されている。
図2】例示的な両面埋め込みトレース基板(ETS)を含むインターポーザパッケージ基板をさらに示す、図1のPOP ICパッケージの別の側面図である。
図3】両面ETSを含まないインターポーザパッケージ基板を含むICパッケージの側面図である。
図4】ICパッケージ用の別の例示的なパッケージ基板の側面図であり、パッケージ基板は、パネルを貫通する垂直相互接続アクセス(ビア)が両面ETS間に延びている、コア基板によって分離された複数の積み重ねられた両面ETSを含む4層(4L)ETSである。
図5】ICパッケージ用の別の例示的なパッケージ基板の側面図であり、パッケージ基板は、修正セミアディティブプロセス(modified semi-additive process、mSAP)基板に結合された両面ETSを含む。
図6】ICパッケージ用の別の例示的なパッケージ基板の側面図であり、パッケージ基板は、積層ETSに結合された両面ETSを含む3L ETSである。
図7】ICパッケージ用の別の例示的なパッケージ基板の側面図であり、パッケージ基板は、外側積層ETSによって囲まれた両面ETSを含む4L ETSである。
図8図2及び図4図7の両面ETSを含むが、これらに限定されないICパッケージ用のパッケージ基板に設けることができる両面ETSを製造する例示的な製造プロセスを示すフローチャートである。
図9】パターニングされた埋め込み金属トレースが内部に形成された上部及び/又は底部層ETS金属化層を製造する例示的な製造プロセスを示すフローチャートであり、これらは、次いで、互いに結合して両面ETSを提供することができる。
図10A図9の製造プロセスによる上部及び/又は底部層ETS金属化層の製造中の例示的な製造段階である。
図10B図9の製造プロセスによる上部及び/又は底部層ETS金属化層の製造中の例示的な製造段階である。
図10C図9の製造プロセスによる上部及び/又は底部層ETS金属化層の製造中の例示的な製造段階である。
図10D図9の製造プロセスによる上部及び/又は底部層ETS金属化層の製造中の例示的な製造段階である。
図11A図9図10Dの例示的な製造プロセスなどにより形成されたETS金属化層を使用して両面ETSを含むパッケージ基板を製造する例示的な製造プロセスを示すフローチャートである。
図11B図9図10Dの例示的な製造プロセスなどにより形成されたETS金属化層を使用して両面ETSを含むパッケージ基板を製造する例示的な製造プロセスを示すフローチャートである。
図11C図9図10Dの例示的な製造プロセスなどにより形成されたETS金属化層を使用して両面ETSを含むパッケージ基板を製造する例示的な製造プロセスを示すフローチャートである。
図12A図11A図11Cの製造プロセスによる、両面ETSを含む基板の製造中の例示的な製造段階である。
図12B図11A図11Cの製造プロセスによる、両面ETSを含む基板の製造中の例示的な製造段階である。
図12C図11A図11Cの製造プロセスによる、両面ETSを含む基板の製造中の例示的な製造段階である。
図12D図11A図11Cの製造プロセスによる、両面ETSを含む基板の製造中の例示的な製造段階である。
図12E図11A図11Cの製造プロセスによる、両面ETSを含む基板の製造中の例示的な製造段階である。
図13図2及び図4図7の基板を含むが、これらに限定されず、かつ、図8図12Eの例示的な製造プロセスのいずれかによる、両面ETSを備えるパッケージ基板を用いるICパッケージを含み得る構成要素を含むことができる例示的なプロセッサベースのシステムのブロック図である。
図14図2及び図4図7の基板を含むが、これらに限定されず、かつ、図8図12Eの例示的な製造プロセスのいずれかによる、両面ETSを備えるパッケージ基板を用いるICパッケージを含み得る無線周波数(radio-frequency、RF)構成要素を含む例示的なワイヤレス通信デバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、図面を参照して、本開示のいくつかの例示的な態様について説明する。「例示的(exemplary)」という語は、本明細書では、「例、事例、又は例示としての役割を果たす」という意味で使用される。「例示的」として本明細書に説明のいずれの態様も、必ずしも他の態様よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。
【0010】
本明細書に開示の態様は、両面埋め込みトレース基板(ETS)を備えるパッケージ基板を用いた集積回路(IC)パッケージを含む。関連する製造方法も開示される。ICパッケージは、パッケージ基板に電気的に結合された少なくとも1つの半導体ダイ(「ダイ」)を含み、ダイ(単数又は複数)を支持し、ダイ(単数又は複数)への接続を提供する。ICパッケージは、互いの上に積み重ねられ、ダイパッケージ間の電気信号ルーティングを提供する介在インターポーザパッケージ基板を介して互いに電気的に結合された別個のICパッケージとして複数のダイパッケージを含むパッケージオンパッケージ(POP)ICパッケージであり得る。より高密度の入出力(I/O)接続を低減されたライン/スペース比(L/S)で依然としてサポートしつつ、ICパッケージ内に低減された厚さの基板(単数又は複数)を提供して、ICパッケージの全高を低減することを容易にするために、ICパッケージ内のパッケージ基板は、両面ETSを含む。両面ETSは、両方とも絶縁層内に埋め込まれた金属トレースを含む2つの隣接するETS金属化層を含む。外側ETS金属化層の絶縁層は、各ETS金属化層の金属トレースが絶縁層のそれぞれの第1及び第2の外側部分内に埋め込まれている共有絶縁層とすることができる。両面ETSのETS金属化層内の埋め込み金属トレースは、ETS金属化層内の埋め込み金属トレース間に信号ルーティング経路を提供するために、垂直相互接続アクセス(ビア)(たとえば、金属ピラー、金属ポスト)を介して互いに電気的に結合され得る。一例では、ICパッケージのパッケージ基板は、2つのETS金属化層がパッケージ基板の外側金属化層である両面ETSを備える。別の例では、ICパッケージのパッケージ基板は、パッケージ基板の外側金属化層が、外側両面ETSのそれぞれの外側ETS金属化層である複数の両面ETSを含む。別の例では、ICパッケージのパッケージ基板は、1つ又は複数の両面ETS並びに他の金属化層を含む。
【0011】
ICパッケージのパッケージ基板内に両面ETSを含めることによって、両面ETS支持体のETS金属化層は、それらの金属トレースが埋め込まれているため、低減された厚さを有するとともに、低減されたライン/スペース比(L/S)でより高密度の接続をサポートする。このようにして、追加の金属化層を追加し、及び/又はパッケージ基板の厚さ(すなわち、垂直方向の高さ)を増加させ、したがって、ICパッケージの全体的な厚さを増加させる必要なしに、ICパッケージ内の相互接続のより高い密度をサポートすることができる。また、両面ETSが、互いに隣接する類似するETS金属化層を含むので、両面ETSは、たとえば1つのETS金属化層のみを有する他の基板よりも対称な構造を有し得る。これにより、両面ETSのETS金属化層はより類似する熱膨張係数(CTE)を有することになり、したがって、ETS金属化層間のCTE不整合が低減又は回避され、これは次いで、パッケージ基板の反りを低減させ得る。また、パッケージ基板内に両面ETSを設けることによって、両面ETS内のETS金属化層の金属層は、パッケージ基板内で垂直方向に互いにより近接して配置され得、これは、ETS金属化層間の信号経路ルーティング距離を短縮し、その結果、信号ルーティング経路のインピーダンスが低減され、ETS金属化層内の信号ルーティング経路間のクロストークも低減される。両面ETSが、ダイパッケージ間の接続のためのインターポーザパッケージ基板を通る信号ルーティング経路の長さを短縮させ、したがって、これらの信号ルーティング経路のインピーダンスを低減させて性能を改善することができるので、これは、両面ETSを含むインターポーザパッケージ基板を含むICパッケージにとって特に有利であり得る。
【0012】
この点に関して、図1は、スタックダイICパッケージ102である例示的なパッケージオンパッケージ(POP)集積回路(IC)パッケージ100(「ICパッケージ100」)の側面図である。介在インターポーザパッケージ基板108(「インターポーザ基板108」)を介して垂直方向(Z軸方向)に互いの上に積み重ねられ、互いに結合された、それぞれの第1のダイパッケージ106(1)及び第2のダイパッケージ106(2)パッケージ内の第1の半導体ダイ(「ダイ」)104(1)及び第2の半導体ダイ(「ダイ」)104(2)を含む、スタックダイICパッケージ102。以下でより詳細に論述するように、インターポーザ基板は、隣接するETS金属化層112(1)、112(2)(「金属化層112(1)、112(2)」とも呼ばれる)を含む両面ETS110の形態で提供され、両方のETS金属化層は、電気信号ルーティング経路を提供する金属相互接続部を提供するためにそれぞれの絶縁層内に埋め込まれた金属トレースを含む。埋め込み金属トレースは互いに結合される。第1のダイパッケージ106(1)はまた、スタックダイICパッケージ102のダイ104(1)、104(2)への外部電気インターフェースを提供するために、外部相互接続部116(たとえば、ボールグリッドアレイ(BGA)相互接続部)への電気信号ルーティング経路を提供するパッケージ基板114に結合される。第1のダイ104(1)は、パッケージ基板114内の電気信号ルーティング経路を介して外部相互接続部116に電気的に結合される。第2のダイ104(2)は、インターポーザ基板108に結合されることによって、第1のダイ104(1)及び外部相互接続部116に電気的に結合される。
【0013】
引き続き図1を参照すると、ICパッケージ100のインターポーザ基板108は、第1のダイパッケージ106(1)のパッケージモールド120内に配置された垂直相互接続部118(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、モールド貫通ビア(through-mold vias、TMVs)などの金属垂直相互接続アクセス(ビア))を介してパッケージ基板114に電気的に結合された埋め込み金属トレースを含むETS金属化層112(1)、112(2)を含む。このようにして、ETS金属化層112(1)、112(2)は、インターポーザ基板108とパッケージ基板114との間の電気的接続を提供する。ETSベースの基板は、より高密度のI/O接続をサポートするために、低減されたライン/スペース比(L/S)を有するより高密度のバンプ/はんだ接合を提供することを容易にする。パッケージ基板108は、垂直相互接続部118及びインターポーザ基板108を介して第1のダイ104(1)を第2のダイ104(2)に電気的に結合する電気信号ルーティング経路を含む。
【0014】
この例では、パッケージ基板114は、「金属化層124」とも呼ばれるコア基板124上に配置された第1の上部金属化層(単数又は複数)122(1)を含む。コア基板124は、第2の下部金属化層(単数又は複数)122(2)上に配置される。上部金属化層(単数又は複数)122(1)は、第1のダイ104(1)及び垂直相互接続部118への信号ルーティングに電気的インターフェースを提供する。第1のダイ104(1)は、上部金属化層(単数又は複数)122(1)内の第1の金属相互接続部128(1)に電気的に結合されたダイ相互接続部126(たとえば、隆起金属バンプ)に結合される。上部金属化層(単数又は複数)122(1)内の第1の金属相互接続部128(1)は、コア基板124内の金属相互接続部130に結合され、金属相互接続部130は、第2の下部金属化層122(2)内の第2の金属相互接続部128(2)に結合される。このようにして、パッケージ基板114は、第1のダイ104(1)への信号ルーティングを提供するために、その第1の金属化層(単数又は複数)122(1)及び第2の金属化層(単数又は複数)122(2)とコア基板124との間の相互接続を提供する。外部相互接続部116は、パッケージ基板114を介してダイ相互接続部126を通る第1のダイ104(1)への相互接続を提供するために、第2の下部金属化層(単数又は複数)122(1)内の第2の金属相互接続部128(2)に結合される。この例では、第1のダイ104(1)の第1のアクティブ側132(1)は、パッケージ基板114に、より具体的にはパッケージ基板114の上部金属化層(単数又は複数)122(1)に隣接し、結合される。
【0015】
図1の例示的なICパッケージ100では、複数のダイを支持するために、追加の任意選択のダイパッケージ106(2)が設けられ、第1のダイパッケージ106(1)に結合される。たとえば、第1のダイパッケージ106(1)内の第1のダイ104(1)は、アプリケーションプロセッサを含み得、第2のダイ104(2)は、アプリケーションプロセッサのためのメモリサポートを提供するダイナミックランダムアクセスメモリ(dynamic random access memory、DRAM)ダイなどのメモリダイであり得る。この点に関して、この例では、第1のダイパッケージ106(1)はまた、第1のダイ104(1)の第2の非アクティブ側132(2)に隣接して、第1のダイ104(1)を収容するパッケージモールド120上に配置されたインターポーザ基板108を含む。
【0016】
特定の適用例では、特定の要件を満たすために、図1のICパッケージ100の高さH(すなわち、厚さ)を低減することが必要とされ得る。たとえば、ICパッケージ100は、第2のダイパッケージ106(2)を第1のダイパッケージ106(1)に結合するために2層(2L)インターポーザ基板を使用することができる。インターポーザ基板108の層数は、一例では、第2のダイ104(2)としてのより高密度のメモリダイの入力/出力(I/O)接続の増加をサポートするために、(たとえば、2Lから3層(3L)に)増加され得る。しかしながら、インターポーザ基板108内に追加の金属化層を追加することは、ICパッケージ100の全高Hを増加させることになる。また、ICパッケージ100における垂直方向(Z軸方向)の第1のダイパッケージ106(1)及び第2のダイパッケージ106(2)の積み重ねられた配置は、第2のダイ104(2)を第1のダイ104(1)に隣接して水平に配置する必要がないことによって水平軸における(X軸方向及び/又はY軸方向)空間を節約するが、第1のダイパッケージ106(1)及び第2のダイパッケージ106(2)を垂直方向(Z軸方向)に積み重ねることは、ICパッケージ100の全高Hを増加させる。
【0017】
この点に関して、この例では、ICパッケージ100の厚さ(すなわち、高さ)を低減するために、インターポーザ基板108は、複数のETS金属化層112(1)、112(2)を含む両面ETS110を含む。各ETS金属化層112(1)、112(2)は、第2のダイパッケージ106(2)内の第2のダイ104(2)への相互接続を提供するために、それぞれの絶縁層内に埋め込まれた金属トレース134(1)、134(2)(「埋め込み金属トレース134(1)、134(2)」)を含む。この例では、第1のETS金属化層112(1)は、両面ETS110内の第1のダイパッケージ106(1)に隣接して配置され、低減されたL/S比でインターポーザ基板108と第1のダイパッケージ106(1)との間のI/O接続のより高い密度を容易にする。この例ではまた、第2のETS金属化層112(2)は、インターポーザ基板108内の第2のダイパッケージ106(2)に隣接して配置され、したがって、両面ETS110を構成する。第2のETS金属化層112(2)は、低減されたL/S比でインターポーザ基板108と第2のダイパッケージ106(2)との間のI/O接続のより高い密度を容易にする。第2のダイパッケージ106(2)は、インターポーザ基板108への外部相互接続部136(たとえば、はんだバンプ、BGA相互接続部)を介して第1のダイパッケージ106(1)に物理的かつ電気的に結合される。外部相互接続部136は、ETS金属化層112(1)内の埋め込み金属トレース134(1)及び垂直相互接続部118に結合される、インターポーザ基板108のETS金属化層112(2)内の埋め込み金属トレース134(2)に結合される。
【0018】
インターポーザ基板内の両方の金属化層を、両面ETS110を提供するETS金属化層112(1)、112(2)として設けることによって、インターポーザ基板108の全体的な厚さは薄くなる。これは、たとえば、インターポーザ基板108の金属化層のうちの1つのみをETS金属化層として設けることとは対照的である。ICパッケージ100内にインターポーザ基板108を両面ETS110として設けることはまた、より高密度のI/O接続をサポートしつつ、ICパッケージ100の全高Hを低減するために、インターポーザ基板108の基板の低減された厚さを提供する。このようにして、追加の金属化層を追加し、及び/又はインターポーザ基板108の厚さ(すなわち、垂直方向(Z軸方向)の高さ)を増加させ、したがって、ICパッケージ100の全体的な厚さを増加させる必要なしに、ICパッケージ100内の相互接続のより高い密度をサポートすることができる。また、両面ETS110が、互いに隣接して配置された同様に構造化された第1のETS金属化層112(1)及び第2のETS金属化層112(2)を含むので、両面ETS110は、たとえば1つのETS金属化層のみを有する他の基板よりも対称な構造を有し得る。これにより、両面ETS110の第1のETS金属化層112(1)と第2のETS金属化層112(2)とはより類似するCTEを有することになり、したがって、第1のETS金属化層112(1)と第2のETS金属化層112(2)と間のCTE不整合が低減又は回避される。これは次いで、図1のICパッケージ100に関して特に懸念され得るインターポーザ基板108の反りを低減させ得る。
【0019】
図1のICパッケージ100は、第1のダイパッケージ106(1)を含み、第2のダイパッケージ106(2)を含まない、単一のダイパッケージであり得ることに留意されたい。この点に関して、第1のダイパッケージ106(1)は、インターポーザ基板108、並びに第1のダイ104(1)及び外部相互接続部116への信号ルーティングのためのパッケージ基板114への相互接続を提供するための垂直相互接続部118を含むことを必要としないことがある。別の例として、ICパッケージ100が第2のダイパッケージ106(2)を含むか否かにかかわらず、パッケージ基板114は、任意選択で、両面ETS110を含むように設けられてもよく、その第1の上部金属化層122(1)及び第2の下部金属化層122(2)が両方ともETS金属化層として設けられ、それらのそれぞれの第1の金属相互接続部128(1)及び第2の金属相互接続部128(2)が埋め込み金属トレースであることに留意されたい。
【0020】
図1のICパッケージ100内のインターポーザ基板108内の両面ETS110の追加の例示的な詳細を示すために、図2が提供される。図2は、両面ETS110を含むインターポーザ基板108をさらに示す、図1のICパッケージ100の部分側面図である。図2に示すように、この例では、インターポーザ基板108は、両面ETS110である。両面ETS110は、第1のダイパッケージ106(1)に隣接して配置された第1のETS金属化層112(1)を含む。第1のETS金属化層112(1)は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第1の絶縁層200(1)を含む。金属トレース134(1)は、第1の絶縁層200(1)内に埋め込まれる。したがって、第1の金属トレース134(1)は、第1の「埋め込み」金属トレース134(1)とも呼ばれる。第1の絶縁層200(1)内への第1の埋め込み金属トレース134(1)の埋め込みにより、第1のETS金属化層112(1)内に金属層202(1)が形成される。第1のETS金属化層112(1)の第1の絶縁層200(1)に第1の埋め込み金属トレース134(1)を埋め込むことは、第1のETS金属化層112(2)を第1のダイパッケージ106(1)の垂直相互接続部118に電気的に結合するためにより高密度のバンプ/はんだ接合を形成することができる、低減されたL/S比のより高密度の第1の埋め込み金属トレース134(1)を設けることを容易にする。第1の埋め込み金属トレース134(1)は、製造プロセス中のエッチングの結果として、第1の絶縁層200(1)の底面204から凹んでいる。第1のダイパッケージ106(1)に外部接続されない第1の埋め込み金属トレース134(1)の部分を絶縁及び保護するために、第1の絶縁層200(1)の底面204上に第1のはんだレジスト層206(1)が配置される。第1のダイパッケージ106(1)の垂直相互接続部118に接続される第1の埋め込み金属トレース134(1)を露出させるために、第1のはんだレジスト層206(1)内に第1の開口部208(1)が形成される。
【0021】
引き続き図2を参照すると、この例では、両面ETS110はまた、第2のダイパッケージ106(1)に隣接して配置された第2のETS金属化層112(2)も含む(図1参照)。第2のETS金属化層112(2)は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第2の絶縁層200(2)を含む。この例では、第2の絶縁層200(2)は、第1の絶縁層200(1)と第2の絶縁層200(2)とが互いに直接隣接するように、第1の絶縁層200(1)に実装又は結合される。金属トレース134(2)は、第2の絶縁層200(2)内に埋め込まれる。したがって、第2の金属トレース134(2)は、第2の「埋め込み」金属トレース134(2)とも呼ばれる。第2の絶縁層200(2)内への第2の埋め込み金属トレース134(2)の埋め込みにより、第2のETS金属化層112(2)内に金属層202(2)が形成される。第2のETS金属化層112(2)の第2の絶縁層200(2)に第2の埋め込み金属トレース134(2)を埋め込むことは、第2のETS金属化層112(2)を第2のダイパッケージ106(2)に電気的に結合するためにより高密度のバンプ/はんだ接合を形成することができる、低減されたL/S比のより高密度の第2の埋め込み金属トレース134(2)を設けることを容易にする。第2の埋め込み金属トレース134(2)は、製造プロセス中のエッチングの結果として、第2の絶縁層200(2)の上面210から凹んでいる。第2のダイパッケージ106(2)に外部接続されない第2の埋め込み金属トレース134(2)の部分を絶縁及び保護するために、第2の絶縁層200(2)の上面210上に第2のはんだレジスト層206(2)が配置される。第2のダイパッケージ106(2)の外部相互接続部136に接続される第2の埋め込み金属トレース134(2)を露出させるために、第2のはんだレジスト層206(2)に第2の開口部208(2)が形成される(図1参照)。
【0022】
引き続き図2を参照すると、第1のETS金属化層112(1)の第1の埋め込み金属トレース134(1)と第2のETS金属化層112(2)の第2の埋め込み金属トレース134(2)とを互いに電気的に結合して、第1のETS金属化層112(1)及び第2のETS金属化層112(2)からの、したがって第12のダイパッケージ106(1)と第2のダイパッケージ106(2)と間に電気信号ルーティング経路を提供するために、両面ETS110内にビア212(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア212は、第1の絶縁層200(1)及び第2の絶縁層200(2)内に配置される。各ビア212は、垂直方向(Z軸方向)に互いに整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)に結合される。埋め込み金属トレース134(1)、134(2)は、互いに平行であり、垂直方向(Z軸方向)に互いに少なくとも部分的に整列される。したがって、ビア212は、垂直方向に互いに整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース134(1)と第2の埋め込み金属トレース134(2)との間に電気ルーティング経路を提供する。この例では、両面ETS110の第1のETS金属化層112(1)及び第2のETS金属化層112(2)は、インターポーザ基板108の外側金属化層であり、これは、第1のETS金属化層112(1)及び第2のETS金属化層112(2)が、それぞれの第1のダイパッケージ106(1)及び第2のダイパッケージ106(2)に直接隣接して配置されることを意味する。このようにして、上述したように、第1のダイパッケージ106(1)の垂直相互接続部118と第2のダイパッケージ106(2)の外部相互接続部136との間のインターポーザ基板108内の電気信号ルーティングを提供するために、第1の埋め込み金属トレース134(1)は、第1のダイパッケージ106(1)の垂直相互接続部118に結合され、第2の埋め込み金属トレース134(2)は、第2のダイパッケージ106(2)の外部相互接続部136に結合される。しかしながら、第1のETS金属化層112(1)及び第2のETS金属化層112(2)は、インターポーザ基板108の外側金属化層として設けられる必要はないことに留意されたい。
【0023】
したがって、図2に示すように、この例では、インターポーザ基板108の両面ETS110は、各々が第1の絶縁層202(1)及び第2の絶縁層200(2)のそれぞれの対向する側にそれぞれの第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)を含んだ、かつ、ビア212を介して互いに結合されている、2つの隣接する第1のETS金属化層112(1)及び第2のETS金属化層112(2)を含む。第1のETS金属化層112(1)と第2のETS金属化層112(2)とは、互いに直接隣接しており、それぞれの第1の絶縁層200(1)及び第2の絶縁層200(2)内に配置されたビア212のみが、それぞれの少なくとも部分的に垂直に整列され対になった第1の埋め込み金属トレース134(1)と第2の埋め込み金属トレース134(2)との間に延びている。ビア212は、第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)のそれぞれの内面214(1)、214(2)に結合される。第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)の内面214(1)、214(2)の対向する側にある第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)の外面216(1)、216(2)は、第1のはんだレジスト層206(1)及び第2のはんだレジスト層206(2)内のそれぞれの第1の開口部208(1)及び第2の開口部208(1)、208(2)を通して露出される。したがって、図2に示すように、第1の絶縁層200(1)及び第2の絶縁層200(2)、並びに内部に埋め込まれた第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)は、インターポーザ基板108の中心軸Aを中心として実質的に対称である。このようにして、両面ETS110は、たとえば1つのETS金属化層のみを有する他の基板よりも対称な構造を有し得る。これは、両面ETS110が、互いに隣接する類似する第1のETS金属化層112(1)及び第2のETS金属化層112(2)を含み、両方が、同じそれぞれの金属材料及び誘電体材料から作製することができるそれぞれの絶縁層200(1)、200(1)内に埋め込まれたそれぞれの埋め込み金属トレース134(1)、134(2)を含むからである。これにより、両面ETS110のETS金属化層112(1)、112(2)がより類似するCTEを有することになり、したがって、第1のETS金属化層112(1)と第2のETS金属化層112(2)との間のCTE不整合が低減又は回避され、これは次いで、インターポーザ基板108の反りを低減させ得る。
【0024】
また、インターポーザ基板108内に両面ETS110を設けることによって、第1のETS金属化層112(1)と第2のETS金属化層112(2)を、垂直方向(Z軸方向)において低減された厚さ(すなわち、高さ)で形成することができるので、第1のETS金属化層112(1)及び第2のETS金属化層112(2)の第1の金属層202(1)及び第2の金属層202(2)は、インターポーザ基板108内で垂直方向(Z軸方向)に互いにより近接して配置され得る。これは、インターポーザ基板108内の第1のETS金属化層112(1)と第2のETS金属化層112(2)との間の信号経路ルーティング距離を短縮し、その結果、信号ルーティング経路のインピーダンスが低減され、第1のETS金属化層112(1)と第2のETS金属化層112(2)との間の信号ルーティング経路間のクロストークも低減される。両面ETS110が、第1のダイパッケージ106(1)と第2のダイパッケージ106(1)、106(2)との間の接続のためのインターポーザ基板108を通る信号ルーティング経路の長さを短縮させ、したがって、これらの接続のインピーダンスを低減させて性能を改善することができるので、これは、両面ETS110を含むインターポーザ基板108を含む図1のICパッケージ100にとって特に有利であり得る。図3は、図2のインターポーザ基板108と比較することを目的とした、両面ETSを含まないインターポーザ基板308を含むICパッケージ300の側面図である。ICパッケージ300は、パッケージ基板314に結合されたダイ304を含む第1のダイパッケージ306(1)を含む。パッケージ基板314は、金属化層322(1)~322(3)を含む。金属化層322(1)~322(3)は、第1のダイパッケージ306(1)内の第1のダイ304(1)への電気信号ルーティング経路を提供するそれぞれの金属相互接続部328(1)~328(3)と、垂直相互接続部318と、を含む。
【0025】
第1のダイパッケージ306(1)を第2のダイパッケージ306(2)(図示せず)に結合するために、ICパッケージ300はインターポーザ基板308を含む。この例では、2層(2L)修正セミアディティブプロセス(mSAP)インターポーザ基板であるインターポーザ基板308が設けられる。インターポーザ基板308は、基板を提供するように形成される積層誘電体層であり得る絶縁層310を含む。第1の金属相互接続部312(1)は、絶縁層310に隣接する第1の金属層314(1)内に形成される。金属ポスト316(たとえば、ビア)が、第1の金属層314(1)内の第1の金属相互接続部312(1)と、金属ポスト316にも結合される、第2の金属層314(2)内に形成された第2の金属相互接続部312(2)との間に結合された絶縁層310内に形成される。これは、第1の金属相互接続部312(1)と第2の金属相互接続部312(2)との間に相互接続、したがって信号経路を提供する。第1の金属相互接続部312(1)及び第2の金属相互接続部312(2)は、絶縁層310内に埋め込まれていないことに留意されたい。したがって、第1の金属層314(1)の高さH及び第2の金属層314(2)の高さHは、インターポーザ基板308の全高Hに寄与する絶縁層310の高さHに付加される。また、第1の金属相互接続部312(1)と第2の金属相互接続部312(2)は、図1及び図2の両面ETS110における第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)のように、低減されたL/Sで形成することができない可能性がある。
【0026】
他のタイプのパッケージ基板が、ICパッケージのために提供されてもよく、パッケージ基板は、1つ又は複数の両面ETSを含む。特定のICパッケージにおいて必要とされる特定のアプリケーション及び接続性は、使用されるパッケージ基板のタイプ、及びそれらに1つ又は複数の両面ETSをどのように含めることができるかが決まる。
【0027】
この点に関して、図4は、ICパッケージ用の別の例示的なパッケージ基板400の側面図であり、パッケージ基板400は、4層(4L)ETS402である。以下に論述するように、パッケージ基板400は、コア基板406によって互いに結合された第1の両面ETS404(1)及び第2の両面ETS404(2)を含む。第1の両面ETS404(1)と第2の両面ETS404(2)は、図1及び図2の両面ETS110と同様である。第1の両面ETS404(1)は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第1の絶縁層410(1)を含む第1のETS金属化層408(1)を含む。金属トレース412(1)は、第1の絶縁層410(1)内に埋め込まれる。したがって、第1の金属トレース412(1)は、第1の「埋め込み」金属トレース412(1)とも呼ばれる。第1の絶縁層410(1)内への第1の埋め込み金属トレース412(1)の埋め込みにより、第1のETS金属化層408(1)内に金属層414(1)が形成される。外部接続されない第1の埋め込み金属トレース412(1)の部分を絶縁及び保護するために、第1の絶縁層410(1)の底面418上に第1のはんだレジスト層416(1)が配置される。外部接続される第1の埋め込み金属トレース412(1)を露出させるために、第1のはんだレジスト層416(1)内に第1の開口部420(1)が形成される。また、第1の両面ETS404(1)は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第2の絶縁層410(2)を含む第2のETS金属化層408(2)を含む。金属トレース412(2)は、第2の絶縁層410(2)内に埋め込まれる。したがって、第2の金属トレース412(2)は、第2の「埋め込み」金属トレース412(2)とも呼ばれる。第2の絶縁層410(2)内への第2の埋め込み金属トレース412(2)の埋め込みにより、第2のETS金属化層408(2)内に金属層414(2)が形成される。
【0028】
第1のETS金属化層408(1)の第1の埋め込み金属トレース412(1)と第2のETS金属化層408(2)第2の埋め込み金属トレース412(2)とを互いに電気的に結合して、第1のETS金属化層408(1)及び第2のETS金属化層408(2)からの電気信号ルーティング経路を提供するために、第1の両面ETS404(1)内にビア422(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア422は、第1の絶縁層410(1)及び第2の絶縁層410(2)内に配置される。各ビア422は、互いに平行であり、垂直方向(Z軸方向)に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース412(1)及び第2の埋め込み金属トレース412(2)に結合される。したがって、ビア422は、垂直方向に互いに整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース412(1)と第2の埋め込み金属トレース412(2)との間に電気ルーティング経路を提供する。この例では、第1の両面ETS404(1)の第1のETS金属化層408(1)は、パッケージ基板400の外側金属化層である。
【0029】
引き続き図4を参照すると、第2の両面ETS404(2)は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第1の絶縁層430(1)を含む第1のETS金属化層428(1)を含む。金属トレース432(1)は、第1の絶縁層430(1)内に埋め込まれる。したがって、第1の金属トレース432(1)は、第1の「埋め込み」金属トレース432(1)とも呼ばれる。第1の絶縁層410(1)内への第1の埋め込み金属トレース432(1)の埋め込みにより、第1のETS金属化層428(1)内に第1の金属層434(1)が形成される。また、第2の両面ETS404(2)は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第2の絶縁層430(2)を含む第2のETS金属化層428(2)を含む。第2の金属トレース432(2)は、第2の絶縁層430(2)内に埋め込まれる。したがって、第2の金属トレース432(2)は、第2の「埋め込み」金属トレース432(2)とも呼ばれる。第2の絶縁層410(2)内への第2の埋め込み金属トレース432(2)の埋め込みにより、第2のETS金属化層428(2)内に第2の金属層434(2)が形成される。外部接続されない第2の埋め込み金属トレース432(2)の部分を絶縁及び保護するために、第1の絶縁層430(1)の上面421上に第2のはんだレジスト層416(2)が配置される。外部接続される第1の埋め込み金属トレース432(1)を露出させるために、第2のはんだレジスト層416(2)内に第2の開口部420(2)が形成される。
【0030】
第2の両面ETS404(2)の第1のETS金属化層428(1)の第1の埋め込み金属トレース432(1)と第2のETS金属化層428(2)の第2の埋め込み金属トレース432(2)とを互いに電気的に結合して、第1のETS金属化層428(1)及び第2のETS金属化層428(1)、428(2)からの電気信号ルーティング経路を提供するために、第2の両面ETS404(2)にビア424(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア424は、第1の絶縁層430(1)及び第2の絶縁層430(2)内に配置される。各ビア424は、垂直方向(Z軸方向)に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース432(1)及び第2の埋め込み金属トレース432(2)に結合される。したがって、ビア424は、垂直方向に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース432(1)と第2の埋め込み金属トレース432(2)との間に電気ルーティング経路を提供する。この例では、第2の両面ETS404(1)の第2のETS金属化層428(1)は、パッケージ基板400の外側金属化層である。
【0031】
また引き続き図4を参照すると、この例では、パッケージ基板400を通る追加の信号ルーティング経路を提供するために、第1の両面ETS404(1)及び第2の両面ETS404(2)並びにコア基板406を通って延びる追加のビア426がパッケージ基板400に設けられている。追加のビア426は、パッケージ基板400内の電気信号ルーティングのために、第1のETS金属化層408(1)と第2のETS金属化層408(2)、及び第1のETS金属化層428(1)と428(2)のいずれかを互いに結合することができる。また、所望される場合には、第1の両面ETS404(1)と第2の両面ETS404(2)との間の電気信号ルーティングを提供するために、第2の両面ETS404(2)内の第1のETS金属化層428(1)内の第1の埋め込み金属トレース432(1)を、第1の両面ETS404(2)内の第2のETS金属化層408(2)内の第2の埋め込み金属トレース412(2)にビアによって結合することができる。
【0032】
図5は、ICパッケージ用の別の例示的なパッケージ基板500の側面図であり、パッケージ基板500は、修正セミアディティブプロセス(mSAP)基板502に結合された両面ETS504を含む。両面ETS504は、図1及び図2の両面ETS110、並びに図4の両面ETS404(1)、404(2)と同様である。両面ETS504は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第1の絶縁層510(1)を含む第1のETS金属化層508(1)を含む。金属トレース512(1)は、第1の絶縁層510(1)内に埋め込まれる。したがって、第1の金属トレース512(1)は、第1の「埋め込み」金属トレース512(1)とも呼ばれる。第1の絶縁層510(1)内への第1の埋め込み金属トレース512(1)の埋め込みにより、第1のETS金属化層508(1)内に金属層514(1)が形成される。また、両面ETS504は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第2の絶縁層510(2)を含む第2のETS金属化層508(2)を含む。金属トレース512(2)は、第2の絶縁層510(2)内に埋め込まれる。したがって、第2の金属トレース512(2)は、第2の「埋め込み」金属トレース512(2)とも呼ばれる。第2の絶縁層510(2)内への第2の埋め込み金属トレース512(2)の埋め込みにより、第2のETS金属化層508(2)内に金属層514(2)が形成される。外部接続されない第2の埋め込み金属トレース512(2)の部分を絶縁及び保護するために、第2の絶縁層510(2)の上面518上に第1のはんだレジスト層516(1)が配置される。外部接続される第2の埋め込み金属トレース512(1)を露出させるために、第1のはんだレジスト層516(1)内に第1の開口部520(1)が形成される。
【0033】
第1のETS金属化層508(1)の第1の埋め込み金属トレース512(1)と第2のETS金属化層508(2)の第2の埋め込み金属トレース512(2)とを互いに電気的に結合して、第1のETS金属化層508(1)及び第2のETS金属化層508(2)からの電気信号ルーティング経路を提供するために、第1の両面ETS504内にビア522(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア522は、第1の絶縁層510(1)及び第2の絶縁層510(2)内に配置される。各ビア522は、互いに平行であり、垂直方向(Z軸方向)に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース512(1)及び第2の埋め込み金属トレース512(2)に結合される。したがって、ビア522は、垂直方向に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース512(1)と第2の埋め込み金属トレース512(2)との間に電気ルーティング経路を提供する。この例では、両面ETS504の第1のETS金属化層508(1)は、パッケージ基板500の外側金属化層である。
【0034】
また、図5に示すように、パッケージ基板は、mSAP基板502を含む。mSAP基板502は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である絶縁層540上に形成された金属相互接続部542を備える金属化層538を含む。この例では、mSAP基板502の金属化層538は、パッケージ基板500の外側金属化層である。絶縁層540は、コア基板であり得る。絶縁層540は、mSAP製造プロセスを使用して複数の積層された誘電体層から形成され得る。金属化層538のそれぞれの金属相互接続部542を両面ETS504の第1の埋め込み金属トレース512(1)に電気的に結合するために、絶縁層540内にビア524(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア524は、垂直方向(Z軸方向)に少なくとも部分的に整列された金属相互接続部542及び両面ETS504の第1の埋め込み金属トレース512(1)に結合される。したがって、ビア524は、mSAP基板502と両面ETS504の間に電気ルーティング経路を提供する。外部接続されない金属相互接続部542の部分を絶縁及び保護するために、絶縁層540の底面544上に第2のはんだレジスト層516(2)が配置される。外部接続される金属相互接続部542を露出させるために、第2のはんだレジスト層516(2)内に第2の開口部520(2)が形成される。
【0035】
図6は、ICパッケージ用の別の例示的なパッケージ基板600の側面図であり、パッケージ基板600は、積層ETS602に結合された両面ETS604を含む3層(3L)ETSである。両面ETS604は、図1及び図2の両面ETS110、並びに図4の両面ETS404(1)、404(2)と同様である。両面ETS604は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第1の絶縁層610(1)を含む第1のETS金属化層608(1)を含む。金属トレース612(1)は、第1の絶縁層610(1)内に埋め込まれる。したがって、第1の金属トレース612(1)は、第1の「埋め込み」金属トレース612(1)とも呼ばれる。第1の絶縁層610(1)内への第1の埋め込み金属トレース612(1)の埋め込みにより、第1のETS金属化層608(1)内に金属層614(1)が形成される。また、両面ETS604は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第2の絶縁層610(2)を含む第2のETS金属化層608(2)を含む。金属トレース612(2)は、第2の絶縁層610(2)内に埋め込まれる。したがって、第2の金属トレース612(2)は、第2の「埋め込み」金属トレース612(2)とも呼ばれる。第2の絶縁層610(2)内への第2の埋め込み金属トレース612(2)の埋め込みにより、第2のETS金属化層608(2)内に金属層614(2)が形成される。外部接続されない第2の埋め込み金属トレース612(2)の部分を絶縁及び保護するために、第2の絶縁層610(2)の底面618上に第1のはんだレジスト層616(1)が配置される。外部接続される第2の埋め込み金属トレース612(1)を露出させるために、第1のはんだレジスト層616(1)内に第1の開口部620(1)が形成される。
【0036】
第1のETS金属化層608(1)の第1の埋め込み金属トレース612(1)と第2のETS金属化層608(2)の第2の埋め込み金属トレース612(2)とを互いに電気的に結合して、第1のETS金属化層608(1)及び第2のETS金属化層608(2)からの電気信号ルーティング経路を提供するために、第1の両面ETS604内にビア622(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア622は、第1の絶縁層610(1)及び第2の絶縁層610(2)内に配置される。各ビア622は、互いに平行であり、垂直方向(Z軸方向)に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース612(1)及び第2の埋め込み金属トレース612(2)に結合される。したがって、ビア622は、垂直方向に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース612(1)と第2の埋め込み金属トレース612(2)との間に電気ルーティング経路を提供する。この例では、両面ETS604の第1のETS金属化層608(1)は、パッケージ基板600の外側金属化層である。
【0037】
また、図6に示すように、パッケージ基板600は積層ETS602を含む。積層ETS602は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である絶縁層640内に埋め込まれた埋め込み金属トレース642を備えるETS金属化層638を含む。この例では、積層ETS602のETS金属化層638は、パッケージ基板600の外側金属化層である。絶縁層640は、ETS製造プロセスを使用して複数の積層誘電体層から形成され得る。ETS金属化層638のそれぞれの金属相互接続部642を両面ETS604の第2の埋め込み金属トレース612(2)に電気的に結合するために、絶縁層640内にビア624(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア624は、垂直方向(Z軸方向)に少なくとも部分的に整列された埋め込み金属トレース642及び両面ETS604の第2の埋め込み金属トレース612(1)に結合される。したがって、ビア624は、積層ETS602と両面ETS604との間に電気ルーティング経路を提供する。外部接続されない埋め込み金属トレース642の部分を絶縁及び保護するために、絶縁層640の上面644上に第2のはんだレジスト層616(2)が配置される。外部接続される埋め込み金属トレース642を露出させるために、第2のはんだレジスト層616(2)に第2の開口部620(2)が形成される。
【0038】
図7は、ICパッケージ用の別の例示的なパッケージ基板700の側面図であり、パッケージ基板700は、2つの外側積層ETS704(1)、702(2)によって囲まれた両面ETS702を含む4L ETSである。両面ETS704は、図1及び図2の両面ETS110、並びに図4の両面ETS404(1)、404(2)と同様である。両面ETS704は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第1の絶縁層710(1)を含む第1のETS金属化層708(1)を含む。金属トレース712(1)は、第1の絶縁層710(1)内に埋め込まれる。したがって、第1の金属トレース712(1)は、第1の「埋め込み」金属トレース712(1)とも呼ばれる。第1の絶縁層710(1)内への第1の埋め込み金属トレース712(1)の埋め込みにより、第1のETS金属化層708(1)内に金属層714(1)が形成される。両面ETS704はまた、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第2の絶縁層710(2)を含む第2のETS金属化層708(2)を含む。金属トレース712(2)は、第2の絶縁層710(2)内に埋め込まれる。したがって、第2の金属トレース712(2)は、第2の「埋め込み」金属トレース712(2)とも呼ばれる。第2の絶縁層710(2)内への第2の埋め込み金属トレース712(2)の埋め込みにより、第2のETS金属化層708(2)内に金属層714(2)が形成される。この例では、両面ETS704はパッケージ基板700の内部にあり、第1の埋め込み金属トレース712(1)及び第2の埋め込み金属トレース712(2)は、外部相互接続部に直接結合され得る外側金属化層内にはない。
【0039】
第1のETS金属化層708(1)及び第2のETS金属化層708(2)の第1の埋め込み金属トレース712(1)及び第2の埋め込み金属トレース712(2)とを互いに電気的に結合して、第1のETS金属化層708(1)及び第2のETS金属化層708(2)からの電気信号ルーティング経路を提供するために、第1の両面ETS704内にビア722(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア722は、第1の絶縁層710(1)及び第2の絶縁層710(2)内に配置される。各ビア722は、互いに平行であり、垂直方向(Z軸方向)に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース712(1)及び第2の埋め込み金属トレース712(2)に結合される。したがって、ビア722は、垂直方向に互いに少なくとも部分的に整列されたそれぞれの第1の埋め込み金属トレース712(1)と第2の埋め込み金属トレース712(2)との間に電気ルーティング経路を提供する。
【0040】
また、図7に示すように、パッケージ基板700は、第1の積層ETS702(1)及び第2の積層ETS702(1)702(2)を含む。第1の積層ETS702(1)は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第1の絶縁層740(1)内に埋め込まれた埋め込み金属トレース742(1)を備えるETS金属化層738(1)を含む。第1の絶縁層740(1)は、ETS製造プロセスを使用して複数の積層誘電体層から形成され得る。この例では、第1の積層ETS702(1)のETS金属化層738(1)は、パッケージ基板700の外側金属化層である。ETS金属化層738(1)のそれぞれの金属相互接続部742(1)を両面ETS704の第1の埋め込み金属トレース712(1)に電気的に結合するために、第1の絶縁層740(1)内にビア724(1)(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア724(1)は、垂直方向(Z軸方向)に少なくとも部分的に整列された埋め込み金属トレース742(1)及び両面ETS704の第1の埋め込み金属トレース712(1)に結合される。したがって、ビア724(1)は、第1の積層ETS702(1)と両面ETS704との間に電気ルーティング経路を提供する。外部接続されない埋め込み金属トレース742(1)の部分を絶縁及び保護するために、第1の絶縁層740(1)の底面744上に第1のはんだレジスト層716(1)が配置される。
【0041】
また、図7に示すように、第2の積層ETS702(2)は、この例では、誘電体材料で形成された材料層である第2の絶縁層740(2)内に埋め込まれた埋め込み金属トレース742(2)を備えるETS金属化層738(2)を含む。第2の絶縁層740(2)は、ETS製造プロセスを使用して複数の積層誘電体層から形成され得る。この例では、第2の積層ETS702(2)のETS金属化層738(2)は、パッケージ基板700の外側金属化層である。ETS金属化層738(2)のそれぞれの金属相互接続部742(2)を両面ETS704の第2の埋め込み金属トレース712(2)に電気的に結合するために、第2の絶縁層740(2)内にビア724(2)(たとえば、金属ピラー、金属ポスト、金属ライン)が形成される。ビア724(2)は、垂直方向(Z軸方向)に少なくとも部分的に整列された埋め込み金属トレース742(2)及び両面ETS704の第2の埋め込み金属トレース712(2)に結合される。したがって、ビア724(2)は、第2の積層ETS702(2)と両面ETS704との間に電気ルーティング経路を提供する。外部接続されない埋め込み金属トレース742(2)の部分を絶縁及び保護するために、第2の絶縁層740(2)の上面746上に第2のはんだレジスト層716(2)が配置される。
【0042】
図1図2及び図4図7のそれぞれのパッケージ基板108、400、500、600、700内の両面ETS110、404、504、604、704を含むが、これらに限定されない両面ETSを含むパッケージ基板をそれぞれ製造するために、製造プロセスを用いることができる。この点に関して、図8は、図1図2及び図4図7のパッケージ基板108、400、500、600、700を含むが、これらに限定されないパッケージ基板として用いることができる両面ETSを製造する例示的な製造プロセス800を示すフローチャートである。図8の製造プロセス800は、図1及び図2の両面ETS110に関して論述されているが、図8の製造プロセス800は、図4図7の両面ETS404、504、604、704の製造にも適用可能であることに留意されたい。
【0043】
この点に関して、図8に示すように、製造プロセス800の第1のステップは、第1のETS金属化層112(1)を形成することとすることができる(図8のブロック802)。第1のETS金属化層112(1)を形成することは、第1の絶縁層200(1)を形成すること(図8のブロック804)と、1つ又は複数の第1の金属トレース134(1)を第1の絶縁層200(1)内に埋め込むことであって、1つ又は複数の第1の金属トレース134(1)が第1の金属層202(1)を形成する、こと(図8のブロック806)と、を含む。製造プロセス800の次のステップは、第2のETS金属化層112(2)を形成することとすることができる(図8のブロック808)。第2のETS金属化層112(2)を形成することは、第2の絶縁層200(2)を形成すること(図8のブロック810)と、1つ又は複数の第2の金属トレース134(2)を第2の絶縁層200(2)内に埋め込むことであって、1つ又は複数の第2の金属トレース134(2)が第2の金属層202(2)を形成する、こと(図8のブロック812)と、を含む。製造プロセス800の次のステップは、第2のETS金属化層112(2)を第1のETS金属化層112(1)に垂直方向(Z軸方向)に結合することとすることができる(図8のブロック814)。製造プロセス800の次のステップは、第1の金属トレース134(1)を第2の金属トレース134(2)に結合するために、1つ又は複数の第1の金属トレース134(1)のうちの1つの第1の金属トレース134(1)と、第1の絶縁層(200(1))と、第2の絶縁層200(2)と、1つ又は複数の第2の金属トレース134(2)のうちの1つの第2の金属トレース134(2)とを通して、垂直方向(Z軸方向)に各々1つ又は複数の垂直相互接続アクセス(ビア)(212)を形成することとすることができる(図8のブロック816)。
【0044】
図1図2及び図4図7のそれぞれのパッケージ基板108、400、500、600、700内の両面ETS110、404、504、604、704を含むが、これらに限定されない両面ETSを含むパッケージ基板をそれぞれ製造するために、他の製造プロセスを用いることもできる。この点に関して、図9は、両面ETSにおけるETS金属化層のうちの1つとして用いられるETS金属化層を製造する例示的な製造プロセス900を示すフローチャートである。図10A図10Dは、両面ETSにおけるETS金属化層のうちの1つとして使用されるETS金属化層の製造中の例示的な製造段階1000A~1000Dである。図10A図10Dの例示的な製造段階1000A~1000Dに示すような図9の製造プロセス900は、後続のプロセスにおいて両面ETSを形成するために互いに結合されるべきETS金属化層を用意する第1のプロセスの一部として、両方の隣接する金属化層を製造するために使用することができる。図11A図11Cは、複数の形成されたETS金属化層を互いに結合する例示的な後続の製造プロセス1100を示すフローチャートである。両面ETSを製造する際の第2のプロセスとして、ETS金属化層内の垂直に割り当てられた埋め込み金属トレースを結合するためのビアを形成するために、それぞれの絶縁層と、互いに平行であり、かつ、垂直方向に互いに少なくとも部分的に重なっている(すなわち、少なくとも部分的に整列されている)結合されたETS金属化層内の垂直に整列された埋め込み金属トレースとを通して開口部が形成される。図12A図12Eは、図11A図11Cの後続の製造プロセス1100中の例示的な製造段階1200A~1200Dである。
【0045】
次に、図9及び図11A図11Cの製造プロセス900、1100、並びに図10A図10Dに示すような製造段階1000A~1000D及び図10A図10Dに示すような製造段階1200A~1200Eを、図1図2のパッケージ基板108内の両面ETS110を例として参照して論述する。しかしながら、図9の製造プロセス900、及び図10A図10Dに示すような製造段階1000A~1000Dは、図4図7の両面ETS404、504、604、及び704を製造するために用いることもできる。
【0046】
この点に関して、図10Aの製造段階1000Aに示すように、両面ETSのETS金属化層を製造するための製造プロセス900における第1の例示的なステップは、キャリア1002を設けることである(図9のブロック902)。キャリア1002上に金属シード層(たとえば、銅層)としての導電性金属層1004を形成する(図9のブロック902)。ETS金属化層の金属層内に金属トレースを形成するための開口部を備えるようにパターニングされるフォトレジスト層1006を用意するために、導電性金属層1004上にドライファイルレジスト(dry file resist、DFR)層などのフォトレジスト層のフォトレジスト層1006を積層する(図9のブロック902)。次いで、図10Bの製造段階1000Bに示すように、製造プロセス900の次のステップは、フォトレジスト層1006内の露出されたフォトレジスト材料を照射し、フォトレジスト層1006内に開口部1008を形成するために、フォトレジスト層1006にマスクを適用し、マストを通して露出されたフォトレジスト層1006を可視レーザ光などの光に曝露することである(図9のブロック904)。マスクは、ETS金属化層が形成される金属トレースが存在すべきフォトレジスト層1006の箇所に開口部1008が形成されるように設計される。
【0047】
次いで、図10Cの製造段階1000Cに示すように、製造プロセス900の次のステップは、開口部1008に金属トレース134を形成するために、フォトレジスト層1006に形成された開口部1008内に金属材料を配置することである(図9のブロック906)。次いで、図10Dの製造段階1000Dに示すように、製造プロセス900の次のステップは、フォトレジスト層1006の非照射部分を現像剤で選択的に溶解し、導電性金属層1004上に形成された金属トレース134が残されるように、フォトレジスト層1006を現像剤にさらすことである(図9のブロック908)。金属トレース134は、導電性金属層1004上に金属層202を形成する。上述したように、図9の製造プロセス900は、パッケージ基板用の両面ETSを形成するために互いに結合されることになる複数のETS金属化層の両方に用いることができる。
【0048】
上述したように、図11A図11Cは、両面ETSを形成するために、製造プロセス900を使用して形成された金属トレース134の複数の形成された金属層202を互いに結合する例示的な後続の製造プロセス1100を示すフローチャートである。この点に関して、図12Aの製造段階1200Aに示すように、両面ETSを製造するステップは、図9の製造プロセス900を使用して形成された、それぞれの導電性金属層1004(1)、1004(2)上にそれぞれの金属トレース134(1)、134(2)が形成されたそれぞれの第1の金属層202(1)及び第2の金属層202(2)を含むキャリア1002(1)、1002(2)の2つの構造1202(1)、1202(2)を取り、第1の金属層202(1)及び第2の金属層202(2)並びにそれらの金属トレース134(1)、134(2)の上にそれぞれの絶縁層200(1)、200(2)を形成するために、各々を誘電体材料層で積層することである(図11Aのブロック1102)。第1の金属層202(1)及び第2の金属層202(2)の金属トレース134(1)、134(2)を絶縁層200(1)、200(2)と積層することにより、金属トレース134(1)、134(2)がそれぞれの絶縁層200(1)、200(2)内に埋め込まれる。次いで、キャリア1002(1)、1002(2)が、それぞれの結合された構造1202(1)、1202(2)の上側1204T及び下側1204B上に配置されるように、絶縁層200(1)、200(2)が互いに結合される。
【0049】
次いで、図12Bの製造段階1200Bに示すように、製造プロセス1100の次のステップは、それぞれのETS金属化層112(1)、112(2)が残され、両面ETS110の一部として互いに結合されるように、キャリア1002(1)、1002(2)をそれぞれの構造1202(1)、1202(2)から取り外すことである(図11Aのブロック1104)。次いで、同じく図12Bの製造段階1200Bに示すように、互いに結合されるように垂直方向(Z軸方向)に互いに垂直に整列される特定の埋め込み金属トレース134(1)、134(2)のためのETS金属化層112(1)、112(2)を用意するために、それぞれのETS金属化層112(1)、112(2)の、選択されたそれぞれの垂直に整列された第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)並びに絶縁層200(1)、200(2)を通して、開口部1206(1)~1206(4)が垂直方向(Z軸方向)に穿孔される(図11Aのブロック1104)。埋め込み金属トレース134(1)、134(2)は、互いに平行であり、垂直方向(Z軸方向)において互いに少なくとも部分的に重なっている。この穿孔により、開口部1206(1)~1206(4)内に後で形成されるビア212が、互いに結合されるべきそれぞれの垂直に整列された第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)と自己整列されることが可能になる。たとえば、開口部1206(1)~1206(4)は、レーザが、両面ETS110に向けられ、互いに結合されるべき第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)と垂直に整列されるレーザ穿孔によって穿孔されてもよい。
【0050】
次いで、図12Cの製造段階1200Cに示すように、製造プロセス1100の次のステップは、それぞれのETS金属化層112(1)、112(2)内の選択されたそれぞれの垂直に整列された第1の埋め込み金属トレース134(1)と第2の埋め込み金属トレース134(2)とを互いに結合するビア212を形成する開口部1206(1)~1206(4)内に金属材料を配置することである(図11Bのブロック1106)。ビア212は、開口部1206(1)~1206(4)内に金属めっきを施すことによって形成することができる。次いで、図12Dの製造段階1200Dに示すように、製造プロセス1100の次のステップは、両面ETS110から導電性金属層1004(1)、1004(2)を除去することである(図11Bのブロック1108)。たとえば、導電性金属層1004(1)、1004(2)は、両面ETS110からエッチング除去することができる。導電性金属層1004(1)、1004(2)は、例として、ウェットエッチングプロセス又はドライエッチングプロセスのいずれかによってエッチングしてもよい。次いで、図12Eの製造段階1200Eに示すように、製造プロセス1100の次のステップは、第1の金属層202(1)及び第2の金属層202(2)のそれぞれの上に第1のはんだレジスト層206(1)及び第2のはんだレジスト層206(2)を形成し、露出されるそれぞれの第1の埋め込み金属トレース134(1)及び第2の埋め込み金属トレース134(2)が、形成されたパッケージ基板108の一部として、両面ETS110から他の相互接続部に外部結合できるように、第1のはんだレジスト層206(1)及び第2のはんだレジスト層206(2)に第1の開口部208(1)及び第2の開口部208(8)を形成することである(図11Cのブロック1110)。第1のはんだレジスト層206(1)及び第2のはんだレジスト層206(2)の外面は、パッケージ基板108を仕上げるために、研磨などさらなる処理を施され得る。
【0051】
図2及び図4図7に示すパッケージ基板を含むが、これらに限定されず、かつ、図8図12Eの例示的な製造プロセスのいずれかによる、かつ、本明細書に開示の任意の態様による、両面ETSを備えるパッケージ基板を用いたICパッケージは、異なるタイプのICパッケージに用いられ得る。たとえば、図1に示すように、両面ETSは、第1のダイパッケージ内にアプリケーションプロセッサを含み、第2のダイパッケージ内にメモリデバイスを含むPOPパッケージ上に設けることができ、ダイパッケージは、両面ETSを介して互いに結合される。両面ETSを備えるパッケージ基板を用いたICパッケージは、例として、電子デバイス、ICデバイス、ICパッケージ、POP、システムインパッケージ(system-in-a-package、SoP)、及びシステムオンチップ(system-on-a-chip、SoC)のうちのいずれかと統合され得る。
【0052】
図2及び図4図7のパッケージ基板を含むが、これらに限定されず、かつ、図8図12Eの例示的な製造プロセスのいずれかによる、かつ、本明細書に開示の任意の態様による、両面ETSを備えるパッケージ基板を用いたICパッケージは、任意のプロセッサベースのデバイス内に設けられ得、又はその中に組み込まれ得る。例は、セットトップボックス、エンターテイメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、固定ロケーションデータユニット、モバイルロケーションデータユニット、全地球測位システム(global positioning system、GPS)デバイス、モバイルフォン、セルラーフォン、スマートフォン、セッション開始プロトコル(session initiation protocol、SIP)フォン、タブレット、ファブレット、サーバ、コンピュータ、ポータブルコンピュータ、モバイルコンピューティングデバイス、ラップトップコンピュータ、ウェアラブルコンピューティングデバイス(たとえば、スマートウォッチ、ヘルス又はフィットネストラッカ、アイウェアなど)、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(personal digital assistant、PDA)、モニタ、コンピュータモニタ、テレビ、チューナ、ラジオ、衛星ラジオ、音楽プレーヤ、デジタル音楽プレーヤ、ポータブル音楽プレーヤ、デジタルビデオプレーヤ、ビデオプレーヤ、デジタルビデオディスク(digital video disc、DVD)プレーヤ、ポータブルデジタルビデオプレーヤ、自動車、車両部品、アビオニクスシステム、ドローン、及びマルチコプタを含むが、これらに限定されない。
【0053】
この点に関して、図13は、ダイ(単数又は複数)を含む1つ又は複数のICパッケージ1302(1)~1302(5)内に設けることができる回路を含むプロセッサベースのシステム1300の一例を示す。ICパッケージ1302(1)~1302(5)は、図2及び図4図7の基板を含むが、これらに限定されず、かつ、図8図12Eの例示的な製造プロセスのいずれかによる、かつ、本明細書に開示の任意の態様による、両面ETSを備えるパッケージ基板を用いる。この例では、プロセッサベースのシステム1300は、ICパッケージ1302内のIC1304として、及びシステムオンチップ(SoC)1306として形成され得る。プロセッサベースのシステム1300は、CPUコア又はプロセッサコアとも呼ばれ得る、1つ又は複数のプロセッサ1310を含む中央処理ユニット(central processing unit、CPU)1308を含む。CPU1308は、一時的に記憶されたデータに迅速にアクセスするためにCPU1308に結合されたキャッシュメモリ1312を有し得る。CPU1308は、システムバス1314に結合され、プロセッサベースのシステム1300内に含められているマスタデバイスとスレーブデバイスとを相互結合することができる。よく知られているように、CPU1308は、システムバス1314を介してアドレス情報、制御情報、及びデータ情報を交換することによって、これらの他のデバイスと通信する。たとえば、CPU1308は、スレーブデバイスの一例としてのメモリコントローラ1316に、バストランザクション要求を通信することができる。図13には示されていないが、複数のシステムバス1314を提供することができ、各システムバス1314は、異なるファブリックを構成する。
【0054】
他のマスタデバイス及びスレーブデバイスをシステムバス1314に接続され得る。図13に示すように、これらのデバイスは、例として、メモリコントローラ1316及びメモリアレイ(単数又は複数)1318を含むメモリシステム1320と、1つ又は複数の入力デバイス1322と、1つ又は複数の出力デバイス1324と、1つ又は複数のネットワークインターフェースデバイス1326と、1つ又は複数のディスプレイコントローラ1328とを含むことができる。メモリシステム(単数又は複数)1320、1つ又は複数の入力デバイス1322、1つ又は複数の出力デバイス1324、1つ又は複数のネットワークインターフェースデバイス1326、及び1つ又は複数のディスプレイコントローラ1328の各々は、同じ又は異なるICパッケージ1302内に設けられてもよい。入力デバイス(単数又は複数)1322は、入力キー、スイッチ、ボイスプロセッサなどを含むが、これらに限定されない任意のタイプの入力デバイスを含むことができる。出力デバイス(単数又は複数)1324は、オーディオ、ビデオ、他の視覚インジケータなどを含むが、これらに限定されない任意のタイプの出力デバイスを含むことができる。ネットワークインターフェースデバイス(単数又は複数)1326は、ネットワーク1330との間のデータの交換を可能にするように構成された任意のデバイスとすることができる。ネットワーク1330は、ワイヤードネットワーク又はワイヤレスネットワーク、プライベートネットワーク又はパブリックネットワーク、ローカルエリアネットワーク(local area network、LAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(wireless local area network、WLAN)、ワイドエリアネットワーク(wide area network、WAN)、BLUETOOTH(登録商標)ネットワーク、及びインターネットを含むが、これらに限定されない任意のタイプのネットワークとすることができる。ネットワークインターフェースデバイス(単数又は複数)1326は、所望される任意のタイプの通信プロトコルをサポートするように構成することができる。
【0055】
CPU1308はまた、1つ又は複数のディスプレイ1332に送られる情報を制御するために、システムバス1314を介してディスプレイコントローラ1328(単数又は複数)にアクセスするように構成され得る。ディスプレイコントローラ(単数又は複数)1328は、表示されるべき情報をディスプレイ(単数又は複数)1332に適したフォーマットに処理する1つ又は複数のビデオプロセッサ1334を介して、表示されるべき情報をディスプレイ(単数又は複数)1332に送る。ディスプレイコントローラ(単数又は複数)1328及びビデオプロセッサ(単数又は複数)1334は、一例として、同じ又は異なるICパッケージ1302に、CPU1308を含む同じ又は異なるICパッケージ1302に、ICとして含めることができる。ディスプレイ(単数又は複数)1332は、陰極線管(cathode ray tube、CRT)、液晶ディスプレイ(liquid crystal display、LCD)、プラズマディスプレイ、発光ダイオード(light emitting diode、LED)ディスプレイなどを含むが、これらに限定されない任意のタイプのディスプレイを含むことができる。
【0056】
図14は、1つ又は複数のIC1402から形成される無線周波数(RF)構成要素を含む例示的なワイヤレス通信デバイス1400を示し、IC1402のいずれかは、ダイ(単数又は複数)を含み、図2及び図4図7の基板を含むが、これらに限定されず、かつ、図8図12Eの例示的な製造プロセスのいずれかによる、かつ、本明細書に開示の任意の態様による、両面ETSを備えるパッケージ基板を用いたICパッケージ1403に含めることができる。ICパッケージ1403は、図3A図6B及び図9A図9Iの、図7図8Eの例示的な製造プロセスによる、かつ、本明細書に開示の態様のいずれかによるパッケージ基板を含むが、これらに限定されないパッケージ基板内のダイ側ETS金属化層と別の金属化層(単数又は複数)との間の金属密度不整合を回避又は低減するために、パッケージ基板のダイ側ETS金属化層内の埋め込み金属トレースに結合された追加の金属相互接続部を備える補助金属層を用いる。ワイヤレス通信デバイス1400は、例として、上記のデバイスのうちのいずれかを含み得る、又はそれらのうちのいずれかの中に設けられ得る。図14に示すように、ワイヤレス通信デバイス1400は、トランシーバ1404とデータプロセッサ1406とを含む。データプロセッサ1406は、データ及びプログラムコードを記憶するためのメモリを含み得る。トランシーバ1404は、双方向通信をサポートする送信機1408と受信機1410とを含む。一般に、ワイヤレス通信デバイス1400は、任意の数の通信システム及び周波数帯域のため、任意の数の送信機1408及び/又は受信機1410を含み得る。トランシーバ1404の全部又は一部分は、1つ又は複数のアナログIC、RF IC(RFIC)、混合信号ICなどに実装され得る。
【0057】
送信機1408又は受信機1410は、スーパーヘテロダインアーキテクチャ又はダイレクトコンバージョンアーキテクチャで実装され得る。スーパーヘテロダインアーキテクチャでは、受信機1410に対して、信号は、たとえば、1つの段階においてRFから中間周波数(IF)に、次いで別の段階においてIFからベースバンドに、複数の段階においてRFとベースバンドとの間で周波数変換される。ダイレクトコンバージョンアーキテクチャでは、信号は、1つの段階において、RFとベースバンドとの間で周波数変換される。スーパーヘテロダインアーキテクチャとダイレクトコンバージョンアーキテクチャは、異なる回路ブロックを使用すること、及び/又は異なる要件を有することがある。図14のワイヤレス通信デバイス1400では、送信機1408及び受信機1410は、ダイレクトコンバージョンアーキテクチャで実装される。
【0058】
送信経路では、データプロセッサ1406は、送信されるデータを処理し、I及びQアナログ出力信号を送信機1408に提供する。例示的なワイヤレス通信デバイス1400では、データプロセッサ1406は、データプロセッサ1406により生成されるデジタル信号を、更なる処理のために、I及びQアナログ出力信号、たとえばI及びQ出力電流へと変換するためのデジタルアナログ変換器(digital-to-analog converters、DACs)1412(1)、1412(2)を含む。
【0059】
送信機1408内では、ローパスフィルタ1414(1)、1414(2)は、それぞれ、前のデジタルアナログ変換によって引き起こされる望ましくない信号を除去するために、I及びQアナログ出力信号をフィルタリングする。増幅器(Amplifiers、AMPs)1416(1)、1416(2)は、それぞれ、ローパスフィルタ1414(1)、1414(2)からの信号を増幅し、I及びQベースバンド信号を提供する。アップコンバータ1418は、アップコンバートされた信号1424を提供するために、送信(TX)局部発振器(LO)信号発生器1422からミキサ1420(1)、1420(2)を通るI及びQ送信(TX)局部発振器(LO)信号を用いて、I及びQベースバンド信号をアップコンバートする。フィルタ1426は、周波数アップコンバージョンにより引き起こされる望ましくない信号並びに受信周波数帯域中の雑音を除去するために、アップコンバートされた信号1424をフィルタリングする。電力増幅器(power amplifier、PA)1428は、所望される出力電力レベルを取得し、フィルタ1426からのアップコンバートされた信号1424を増幅して、送信RF信号を提供する。送信RF信号は、デュプレクサ又はスイッチ1430を通してルーティングされ、アンテナ1432を介して送信される。
【0060】
受信経路では、アンテナ1432は、基地局によって送信されてきた信号を受信し、受信したRF信号を提供し、RF信号は、デュプレクサ又はスイッチ1430を通してルーティングされ、低雑音増幅器(low noise amplifier、LNA)1434に提供される。デュプレクサ又はスイッチ1430は、受信(RX)信号がTX信号から分離されるように、特定のRXからTXへのデュプレクサ周波数分離で動作するように設計される。所望されるRF入力信号を取得するために、受信されたRF信号は、LNA1434によって増幅され、フィルタ1436によってフィルタリングされる。ダウンコンバージョンミキサ1438(1)、1438(2)は、フィルタ1436の出力を、RX LO信号発生器1440からのI及びQ RX LO信号(すなわち、LO_I及びLO_Q)と混合して、I及びQベースバンド信号を生成する。I及びQベースバンド信号は、I及びQアナログ入力信号を取得するために、AMP1442(1)、1442(2)によって増幅され、さらにローパスフィルタ1444(1)、1444(2)によってフィルタリングされ、この信号は、データプロセッサ1406に提供される。この例では、データプロセッサ1406は、アナログ入力信号を、データプロセッサ1406によってさらに処理されるようにデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器(analog-to-digital converters、ADCs)1446(1)、1446(2)を含む。
【0061】
図14のワイヤレス通信デバイス1400では、TX LO信号発生器1422は、周波数アップコンバージョンに使用されるI及びQ TX LO信号を生成する一方、RX LO信号発生器1440は、周波数ダウンコンバージョンに使用されるI及びQ RX LO信号を生成する。各LO信号は、特定の基本周波数を持つ周期信号である。TX位相ロックループ(phase-locked loop、PLL)回路1448は、データプロセッサ1406からタイミング情報を受信し、TX LO信号発生器1422からのTX LO信号の周波数及び/又は位相を調整するために使用される制御信号を生成する。同様に、RX PLL回路1450は、データプロセッサ1406からタイミング情報を受信し、RX LO信号発生器1440からのRX LO信号の周波数及び/又は位相を調整するために使用される制御信号を生成する。
【0062】
当業者であれば、本明細書に開示の態様に関連して説明する種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムが、電子ハードウェアとして、メモリ内に若しくは別のコンピュータ可読媒体内に記憶され、プロセッサ若しくは他の処理デバイスによって実行される命令として、又は両方の組み合わせとして実装され得ることをさらに理解するであろう。本明細書に開示のメモリは、任意のタイプ及びサイズのメモリであり得、所望される任意のタイプの情報を記憶するように構成され得る。この互換性について明確に説明するために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップについて、それらの機能性に関して上記で全般的に説明してきた。このような機能性がどのように実装されるかは、特定の適用例、設計上の選択、及び/又はシステム全体に課される設計制約によって決まる。当業者であれば、説明されている機能性を特定の用途毎に様々な方法で実装し得るが、このような実装決定は、本開示の範囲からの逸脱するものと解釈されるべきではない。
【0063】
本明細書に開示の態様に関連して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor、DSP)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit、ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array、FPGA)若しくは他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、又は本明細書に説明の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実装又は実施され得る。プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替としてプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ(たとえば、DSPとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つ又は複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のこのような構成)として実装されてもよい。
【0064】
本明細書に開示の態様は、ハードウェアにおいて具現化されてもよく、ハードウェア内に記憶され、たとえば、ランダムアクセスメモリ(Random Access Memory、RAM)、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ(Read Only Memory、ROM)、電気的にプログラム可能なROM(Electrically Programmable ROM、EPROM)、電気的に消去可能なプログラマブルROM(Electrically Erasable Programmable ROM、EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、又は当技術分野において知られている任意の他の形態のコンピュータ可読媒体の中に常駐し得る命令において具現化されてもよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ること及び記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサとであってもよい。プロセッサ及び記憶媒体は、ASICの中に常駐し得る。ASICは、リモート局の中に常駐し得る。代替として、プロセッサ及び記憶媒体は、ディスクリート構成要素として、リモート局、基地局、又はサーバの中に常駐し得る。
【0065】
本明細書に開示の例示的な態様のうちのいずれかで説明されている動作ステップは、例及び論述を提供するために記載されていることにも留意されたい。説明されている動作は、図示のシーケンス以外の多数の異なるシーケンスで実施され得る。さらに、単一の動作ステップで説明されている動作は、実際にはいくつかの異なるステップで実施され得る。加えて、例示的な態様において論述されている1つ又は複数の動作ステップは組み合わされてもよい。当業者には容易に明らかになるように、フローチャート図に示されている動作ステップには多数の異なる修正がなされる場合があることを理解されたい。当業者であれば、様々な異なる技術及び技法のうちのいずれかを使用して情報及び信号が表され得ることも理解するであろう。たとえば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場若しくは磁性粒子、光場若しくは光学粒子、又はそれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
【0066】
本開示の上記の説明は、本開示をあらゆる当業者が作製又は使用することを可能にするために提供されている。本開示に対する様々な修正は当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義されている一般原理は他の例に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に説明の例及び設計に限定することを意図するものでなく、本明細書に開示の原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【0067】
以下の番号付きの条項において、実装例について説明する。
【0068】
条項1.
第1の金属化層であって、
第1の絶縁層と、
第1の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第1の金属トレースを備える第1の金属層と、を備える第1の金属化層と、
第1の金属化層に垂直方向に結合された第2の金属化層であって、
第2の絶縁層と、
第2の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第2の金属トレースを備える第2の金属層と、を備える第2の金属化層と、
各々が第1の絶縁層及び第2の絶縁層に配置された1つ又は複数の垂直相互接続アクセス(ビア)であって、各々が1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレース及び1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合されている、1つ又は複数のビアと、を備える、
両面埋め込みトレース基板(ETS)を備える、
パッケージ基板を備える、
集積回路(IC)パッケージ。
【0069】
条項2.第1の絶縁層が、第2の絶縁層に垂直方向に結合されている、条項1に記載のICパッケージ。
【0070】
条項3.
第1の金属化層が、第1の外側金属化層を備え、1つ又は複数の第1の金属トレースが各々、1つ又は複数の第1の外部相互接続部に結合されるように構成されており、
第2の金属化層が、第2の外側金属化層を備え、1つ又は複数の第2の金属トレースが各々、1つ又は複数の第2の外部相互接続部に結合されるように構成されている、
条項1又は2に記載のICパッケージ。
【0071】
条項4.
1つ又は複数の第1の外部相互接続部を備える1つ又は複数の第1のダイ相互接続部を備える第1のダイであって、1つ又は複数の第1のダイ相互接続部の各々が、第1の金属化層の第1の金属層内の1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合されている、第1のダイをさらに備え、
1つ又は複数の第2の外部相互接続部が各々、第2の金属化層の1つの第2の金属層内の1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合されている、
条項3に記載のICパッケージ。
【0072】
条項5.
両面ETSに結合された第1のダイをさらに備え、
第1のダイが、各々がパッケージ基板の第1の金属化層の第1の金属層内の1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合された1つ又は複数の第1のダイ相互接続部を備える、
条項1から4のいずれかに記載のICパッケージ。
【0073】
条項6.
パッケージ基板が、第2の基板をさらに備え、
両面ETSが、インターポーザ基板を備え、
前記ICパッケージが、
第2の基板に結合された第1のダイを備える第1のダイパッケージをさらに備え、
第1のダイパッケージが、インターポーザ基板と第2の基板との間に配置されており、
第1のダイが、各々がインターポーザ基板の第2の金属化層内の1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースを、第2の基板に結合する1つ又は複数の第1の垂直相互接続部を備える、
条項1から4のいずれかに記載のICパッケージ。
【0074】
条項7.第2のダイを備える第2のダイパッケージをさらに備え、
インターポーザ基板が、第2のダイパッケージと第1のダイパッケージとの間に垂直方向に配置されており、
第2のダイが、各々がインターポーザ基板の第1の金属化層の第1の金属層内の1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合された1つ又は複数の第2のダイ相互接続部を備える、
条項6に記載のICパッケージ。
【0075】
条項8.パッケージ基板が、
第3の金属化層であって、
第3の絶縁層と、
第3の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第3の金属トレースを備える第3の金属層であって、両面ETSの第2の金属化層の第2の金属層に隣接する、第3の金属層と、を備える第3の金属化層と、
第3の金属化層に垂直方向に結合された第4の金属化層であって、
第4の絶縁層と、
第4の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第4の金属トレースを備える第4の金属層と、を備える第4の金属化層と、
各々が第3の絶縁層及び第4の絶縁層内に配置された1つ又は複数の第2のビアであって、各々が1つ又は複数の第3の金属トレースのうちの1つの第3の金属トレース及び1つ又は複数の第4の金属トレースのうちの1つの第4の金属トレースに結合されている、1つ又は複数の第2のビアと、を備える、
第2の両面ETSをさらに備える、
条項1から4のいずれかに記載のICパッケージ。
【0076】
条項9.各々が第2の金属化層内の1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレース及び第3の金属化層内の1つ又は複数の第3の金属トレースのうちの1つの第3の金属トレースに結合された1つ又は複数の第3のビアをさらに備える、条項8に記載のICパッケージ。
【0077】
条項10.各々が両面ETS及び第2の両面ETSを通って延び、第1、第2、第3、及び第4の金属化層を互いに結合する1つ又は複数の第3のビアをさらに備える、条項8に記載のICパッケージ。
【0078】
条項11.両面ETSと第2の両面ETSとの間に垂直方向に配置されたコア基板をさらに備える、条項8から10のいずれかに記載のICパッケージ。
【0079】
条項12.パッケージ基板が、
両面ETSに結合された積層基板であって、
第3の絶縁層と、
第3の絶縁層に結合された第3の金属層であって、1つ又は複数の第3の金属相互接続部を備える、第3の金属層と、
各々が第3の絶縁層内に配置された1つ又は複数の第2のビアであって、各々が1つ又は複数の第3の金属相互接続部のうちの1つの第3の金属相互接続部に結合されている、1つ又は複数の第2のビアと、を備える積層基板をさらに備え、
1つ又は複数の第2のビアの各々が、両面ETSの第2の金属化層の第2の金属層内の1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合されている、
条項1から5及び条項8から11のいずれかに記載のICパッケージ。
【0080】
条項13.パッケージ基板が、
両側ETSに垂直方向に隣接する第2の基板をさらに備え、第2の基板が、
第3の金属化層であって、
第3の絶縁層と、
第3の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第3の金属トレースを備える第3の金属層と、を備える第3の金属化層をさらに備え、
第1の金属化層の第1の金属層内の1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの少なくとも1つの第1の金属トレースが、第3の金属化層の第3の金属層内の1つ又は複数の第3の金属トレースのうちの少なくとも1つの第3の金属トレースに結合されている、
条項1から5のいずれかに記載のICパッケージ。
【0081】
条項14.パッケージ基板が、
第3の基板であって、
第4の絶縁層と、
第4の絶縁層内に埋め込まれた1つ又は複数の第4の金属トレースを備える第4の金属層と、を備える第4の金属化層を備える、第3の基板と、
両面ETSの第1の金属化層が、第2の基板に隣接し、両面ETSの第2の金属化層が、第3の基板に隣接するように、第2の基板と第3の基板との間に垂直方向に配置された両面ETSと、をさらに備え、
第2の金属化層の第2の金属層内の1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの少なくとも1つの第2の金属トレースが、第4の金属化層の第4の金属層内の1つ又は複数の第4の金属トレースのうちの少なくとも1つの第4の金属トレースに結合されている、
条項13に記載のICパッケージ。
【0082】
条項15.セットトップボックス、エンターテイメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、固定ロケーションデータユニット、モバイルロケーションデータユニット、全地球測位システム(GPS)デバイス、モバイルフォン、セルラーフォン、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)フォン、タブレット、ファブレット、サーバ、コンピュータ、ポータブルコンピュータ、モバイルコンピューティングデバイス、ウェアラブルコンピューティングデバイス、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、モニタ、コンピュータモニタ、テレビ、チューナ、ラジオ、衛星ラジオ、音楽プレーヤ、デジタル音楽プレーヤ、ポータブル音楽プレーヤ、デジタルビデオプレーヤ、ビデオプレーヤ、デジタルビデオディスク(DVD)プレーヤ、ポータブルデジタルビデオプレーヤ、自動車、車両部品、アビオニクスシステム、ドローン、及びマルチコプタからなる群から選択されるデバイスに一体化されている、条項1から14のいずれかに記載のICパッケージ。
【0083】
条項16.
第1の金属化層を形成することであって、
第1の絶縁層を形成することと、
1つ又は複数の第1の金属トレースを第1の絶縁層内に埋め込むことであって、1つ又は複数の第1の金属トレースが第1の金属層を形成する、ことと、を含む、第1の金属化層を形成することと、
第2の金属化層を形成することであって、
第2の絶縁層を形成することと、
1つ又は複数の第2の金属トレースを第2の絶縁層内に埋め込むことであって、1つ又は複数の第2の金属トレースが第2の金属層を形成する、ことと、を含む、第2の金属化層を形成することと、
第2の金属化層を第1の金属化層に垂直方向に結合することと、
第1の金属トレースを第2の金属トレースに結合するために、1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースと、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に各々1つ又は複数の垂直相互接続アクセス(ビア)を形成することとを含む、
両面埋め込みトレース基板(ETS)を形成することを含む、集積回路(IC)パッケージ用のパッケージ基板を製造する方法。
【0084】
条項17.第2の金属化層を第1の金属化層に垂直方向に結合することが、第1の絶縁層を第2の絶縁層に垂直方向に結合することを含む、条項16に記載の方法。
【0085】
条項18.
1つ又は複数の第1のダイ相互接続部を備える第1のダイを設けることと、
第1の金属化層の第1の金属層内の1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合された1つ又は複数の第1のダイ相互接続部の各々を結合することと、
をさらに含む、条項16から17のいずれかに記載の方法。
【0086】
条項19.1つ又は複数の第2の外部相互接続部のうちの1つの第2の外部相互接続部を、第2の金属化層の第2の金属層内の1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの各第2の金属トレースに結合することをさらに含む、条項16から18のいずれかに記載の方法。
【0087】
条項20.
第2の基板を設けることと、
両面ETSと第2の基板との間に第1のダイパッケージを配置することであって、第1のダイパッケージが、第1のダイ及び1つ又は複数の第1の垂直相互接続部を備える、ことと、
第1のダイを第2の基板に結合することと、
第2の金属化層内の1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースへの1つ又は複数の第1の垂直相互接続部のうちの各第1の垂直相互接続部を、第2の基板に結合することと、
をさらに含む、条項16から18のいずれかに記載の方法。
【0088】
条項21.
1つ又は複数の第2のダイ相互接続部を備える第2のダイを備える第2のダイパッケージを設けることと、
第2のダイパッケージと第1のダイパッケージとの間に垂直方向に両面ETSを配置することと、
各々が両面ETSの第1の金属化層の第1の金属層内の1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースに結合された1つ又は複数の第2のダイ相互接続部のうちの各第2のダイ相互接続部を結合することと、
をさらに含む、条項20に記載の方法。
【0089】
条項22.
第1の金属化層を形成することが、
第1のキャリア上に第1の導電性金属層を形成することと、
第1の導電性金属層上に第1のフォトレジスト層を形成することと、
第1のフォトレジスト層内に複数の第1の開口部を形成することと、
1つ又は複数の第1の金属トレースを形成するために、複数の第1の開口部内に第1の金属材料を配置することと、をさらに含み、
第2の金属化層を形成することが、
第2のキャリア上に第2の導電性金属層を形成することと、
第2の導電性金属層上に第2のフォトレジスト層を形成することと、
第2のフォトレジスト層内に複数の第2の開口部を形成することと、
1つ又は複数の第2の金属トレースを形成するために、複数の第2の開口部内に第2の金属材料を配置することと、をさらに含む、
条項16から21のいずれかに記載の方法。
【0090】
条項23.
第1の絶縁層を形成することが、1つ又は複数の第1の金属トレース上に第1の誘電体材料を積層することを含み、
第2の絶縁層を形成することが、1つ又は複数の第2の金属トレース上に第2の誘電体材料を積層することを含む、
条項22に記載の方法。
【0091】
条項24.
第1の導電性金属層から第1のキャリアを取り外すことと、
第2の導電性金属層から第2のキャリアを取り外すことと、
をさらに含む、条項23に記載の方法。
【0092】
条項25.1つ又は複数のビアを形成することが、
1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースと、垂直方向に第1の金属トレースと少なくとも部分的に垂直に整列された1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に各々1つ又は複数の開口部を形成することと、
1つ又は複数のビアを形成するために1つ又は複数の開口部内に金属材料を配置することであって、1つ又は複数のビアのうちの各ビアが、1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースを、1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合する、ことと、
を含む、条項24に記載の方法。
【0093】
条項26.
第1の金属化層から第1の導電性金属層を除去することと、
第2の金属化層から第2の導電性金属層を除去することと、
をさらに含む、条項24から25のいずれかに記載の方法。
【0094】
条項27.1つ又は複数のビアを形成することが、
1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースと、垂直方向に第1の金属トレースと少なくとも部分的に垂直に整列された1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に各々1つ又は複数の開口部を形成することと、
1つ又は複数のビアを形成するために1つ又は複数の開口部内に金属材料を配置することであって、1つ又は複数のビアのうちの各ビアが、1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの第1の金属トレースを、1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースに結合する、ことと、
を含む、条項16に記載の方法。
【0095】
条項28.1つ又は複数の開口部を形成することが、1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースと、垂直方向に第1の金属トレースと少なくとも部分的に垂直に整列された1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に1つ又は複数の開口部を穿孔することを含む、条項27に記載の方法。
【0096】
条項29.1つ又は複数の開口部を穿孔することが、1つ又は複数の第1の金属トレースのうちの1つの第1の金属トレースと、垂直方向に第1の金属トレースと少なくとも部分的に垂直に整列された1つ又は複数の第2の金属トレースのうちの1つの第2の金属トレースとを通して、垂直方向に1つ又は複数の開口部をレーザ穿孔することを含む、条項28に記載の方法。
【0097】
条項30.
第1の金属化層上に第1のはんだレジスト層を形成することと、
第2の金属化層上に第2のはんだレジスト層を形成することと、
をさらに含む、条項16から29のいずれかに記載の方法。
【0098】
条項31.
1つ又は複数の第1の金属トレースを露出させるために、第1のはんだレジスト層内に1つ又は複数の第1の開口部を形成することと、
1つ又は複数の第2の金属トレースを露出させるために、第2のはんだレジスト層内に1つ又は複数の第2の開口部を形成することと、
をさらに含む、条項30に記載の方法。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10A
図10B
図10C
図10D
図11A
図11B
図11C
図12A
図12B
図12C
図12D
図12E
図13
図14
【国際調査報告】