特表 2024-542516 選択的ヒートシンク

(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】2024-11-15

(54)【発明の名称】選択的ヒートシンク

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/10 20060101AFI20241108BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20241108BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20241108BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

H01L25/14 Z

H01L23/36 Z

H05K1/02 F

H05K7/20 D

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024530482

(86)(22)【出願日】2022-11-09

(85)【翻訳文提出日】2024-06-14

(86)【国際出願番号】 US2022049401

(87)【国際公開番号】W WO2023096752

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】17/534,224

(32)【優先日】2021-11-23

(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】519100985

【氏名又は名称】ビーエイイー・システムズ・インフォメーション・アンド・エレクトロニック・システムズ・インテグレイション・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】マウアーマン、ジェイコブ・アール．

(72)【発明者】

【氏名】ブーン、アラン・ピー．

(72)【発明者】

【氏名】フィッシャー、ケイトリン・エム．

【テーマコード（参考）】

5E322

5E338

5F136

【Ｆターム（参考）】

5E322AA03

5E322AA04

5E322AA11

5E322FA04

5E322FA06

5E338AA18

5E338BB75

5E338EE02

5F136BB18

5F136BC01

5F136EA41

5F136FA03

(57)【要約】

パッケージ内のダイレベルの熱性能を改善するために、現在のパッケージングテクノロジーおよび新たなパッケージングテクノロジー内で使用できるダイレベルのキャビティヒートシンク。代替的に、または追加的に、選択的なヒートシンク要素が、パッケージの内部からモールドキャップの表面への熱パッドを提供することによって、パッケージ内の熱性能をさらに管理するために提供され、追加の熱冷却機構が、パッケージ領域から熱をさらに除去するために利用できる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子システムパッケージであって、
第１の基板と動作可能に連通する第１のダイと、
前記第１の基板の上方の第２の基板と動作可能に連通し、それと熱連通する第２のダイと、
前記第２のダイを囲む封止材層と、
前記第２のダイを取り囲む前記封止材層内の少なくとも１つのヒートシンクとを備え、
ここで、前記少なくとも１つのヒートシンクは、前記第１および第２のダイから発生した熱を前記パッケージから外に、前記第１および第２のダイから離れるように方向付けるように動作可能である、パッケージ。

【請求項2】

前記少なくとも１つのヒートシンクの各々と前記第２の基板との間の熱界面材料層をさらに備える、請求項１に記載のパッケージ。

【請求項3】

前記少なくとも１つのヒートシンクは、
前記第２のダイの上の熱伝導材料スラグと前記封止材層内の前記第２のダイに隣接する少なくとも１つの熱伝導材料スラグとのうちの少なくとも１つとをさらに備える、請求項１に記載のパッケージ。

【請求項4】

前記第２の基板と動作可能に連通する第３のダイをさらに備える、請求項１に記載のパッケージ。

【請求項5】

前記少なくとも１つのヒートシンクは、
前記第２のダイの上の熱伝導材料スラグ、前記第３のダイの上の熱伝導材料スラグ、および前記第２のダイと前記第３のダイとの間の前記封止材層内の少なくとも１つの熱伝導材料スラグのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項４に記載のパッケージ。

【請求項6】

前記第１のダイは、
フリップチップダイをさらに備える、請求項４に記載のパッケージ。

【請求項7】

前記第２のダイは、
フリップチップダイおよびワイヤボンドダイのうちの１つをさらに備える、請求項６に記載のパッケージ。

【請求項8】

前記第３のダイは、
フリップチップダイおよびワイヤボンドダイのうちの１つをさらに備える、請求項６に記載のパッケージ。

【請求項9】

前記第１のダイと前記第２の基板との間の第２のヒートシンクをさらに備える、請求項１に記載のパッケージ。

【請求項10】

前記第２のヒートシンクは、
前記第２のヒートシンク内に規定されたキャビティをさらに備え、前記キャビティは、前記第１のダイをその中に収容する、請求項９に記載のパッケージ。

【請求項11】

前記第２のヒートシンクは、
前記第１のダイを取り囲む熱界面表面と、
前記熱界面表面と前記基板との間の熱界面材料層とをさらに備える、請求項１０に記載のパッケージ。

【請求項12】

前記第１のダイ第２のダイから発生した熱は、前記第２のヒートシンクを通って、熱界面を介して前記第１の基板内に分散される、請求項１１に記載のパッケージ。

【請求項13】

熱を分散させる方法であって、
電子システムパッケージに含まれる第１の基板によって担持される第１のダイで熱を発生させることと、
前記第１のダイの上方の第２の基板によって担持される第２のダイで熱を発生させることと、
前記第２のダイを囲む封止材層内の少なくとも１つのヒートシンクを用いて、前記第１および第２のダイによって発生された前記熱の少なくとも一部を吸収することと、
前記第１および第２のダイからの熱の一部を、前記少なくとも１つのヒートシンクを通して前記第１および第２のダイから離れるように方向付けることとを備える、方法。

【請求項14】

前記第１及び第２のダイからの前記熱の一部を方向付けることは、
前記第１のダイからの熱の一部の第１の部分を、前記第１の基板に方向付けることと、
前記第１のダイからの熱の一部の第２の部分を、前記第２の基板を通して第２のヒートシンク内に方向付けることと、
前記第１のダイからの熱の一部の第１の部分を、前記第１の基板を通して、前記第１および第２のダイから離れるように放散させることと、
前記第１のダイからの熱の一部の第２の部分と、前記第２のダイからの熱の一部とを、前記第２のヒートシンクを通して、前記第１および第２のダイから離れるように放散させることとをさらに備える、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第２の基板によって担持される第３のダイを用いて熱を発生させることと、
前記第３のダイによって発生された熱の少なくとも一部を前記少なくとも１つのヒートシンク内に方向付けることとをさらに備える、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

前記第３のダイからの熱の一部を、前記少なくとも１つのヒートシンクを通して、前記第１、第２、および第３のダイから放散させることをさらに備える、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

電子システムパッケージであって、
第１の基板と動作可能に連通する第１のダイと、
前記第１のダイを内部に含むキャビティを規定する第１のヒートシンクと、前記第１のヒートシンクは、前記第１の基板によって担持され、
前記第１の基板の上方の第２の基板と動作可能に連通し、それと熱連通する第２のダイと、
前記第２のダイを囲む封止材層と、
前記第２のダイを囲む前記封止材層内の第２のヒートシンクとを備え、
ここで、前記第１のヒートシンクは、前記第１のダイから発生させた熱を前記第１および第２の基板に方向付けるように動作可能であり、ここで、前記第２のヒートシンクは、前記第２の基板および前記第２のダイから発生させた熱を前記パッケージから外に、前記第１および第２のダイから離れるように方向付けるように動作可能である、パッケージ。

【請求項18】

前記第１のヒートシンクは、
前記第１のダイを取り囲む熱界面表面と、
前記熱界面表面と前記第１の基板との間の熱界面材料層とをさらに備える、請求項１７に記載のパッケージ。

【請求項19】

前記第２の基板と動作可能に連通する第３のダイをさらに備える、請求項１７に記載のパッケージ。

【請求項20】

前記第２のヒートシンクは、
前記第２のダイの上の熱伝導材料スラグ、前記第３のダイの上の熱伝導材料スラグ、および前記第２のダイと前記第３のダイとの間の前記封止材層内の少なくとも１つの熱伝導材料スラグのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１９に記載のパッケージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本開示は、電子システムパッケージングに関する。より具体的には、一例において、本開示は、電子システムパッケージングのための放熱技術及びテクノロジーに関する。具体的には、別の例では、本開示は、改善された放熱性能を有する集積回路パッケージングテクノロジーに関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]電子システムテクノロジーは、性能の向上及び小型化によって推進されるマイクロエレクトロニクスに向けての推進力を有する急速に発展している分野である。特に、電子システムのサイズをより小さく、よりコンパクトなパッケージに縮小することが望まれている。したがって、マイクロエレクトロニクスの分野は、一般に、一貫したまたは改善された電子性能を提供しながら、最小のパッケージに適合する最小のフォームファクタを作り出すことに焦点を当てている。

【0003】

[0003]これらの機能的電子システムは、システムインパッケージ（SiP）などの単一のパッケージに収容されるか、又はシステムインチップパッケージ（SiC）として知られる単一の集積回路に組み込まれるのが一般的である。テクノロジーが向上するにつれて、電子システム回路および他の構成要素の性能の向上は、サイズの縮小および両方のパッケージング手法の性質と相まって、従来のパッケージ放熱技術および／またはテクノロジーの能力を超える傾向がある熱負荷を生み出す。特に、現代の電子システムにおける電子部品のより高い性能要求は、個々の集積回路における局所的な熱負荷を駆動し、これは、デバイスの温度定格を超える局所的な熱の過剰な蓄積を生じさせるかもしれない。これは、集積回路の性能の劣化および／または早期故障を引き起こす可能性がある。

【0004】

[0004]さらに、現在のＳｉＰおよびＳｉＣパッケージングテクノロジーのサイズおよび重量の制限を低減することに焦点を当てることは、その中に含まれる電子システムの性能の向上と相まって、熱性能を制御する能力の制限をさらに悪化させる。

【発明の概要】

【0005】

[0005]本開示は、一態様において、パッケージ内のダイレベルの熱性能を改善するために、現在の及び新たなパッケージングテクノロジー内で使用できるダイレベルのキャビティヒートシンクを提供することによって、これら及び他の問題に対処する。代替的に、または追加的に、選択的なヒートシンク要素が、パッケージの内部からモールドキャップの表面への熱パッドを提供することによって、パッケージ内の熱性能をさらに管理するために提供され、追加の熱冷却機構が、パッケージ領域から熱をさらに除去するために利用できる。

【0006】

[0006]一態様において、本開示の例示的な実施形態は、基板と動作可能に連通する少なくとも１つのダイと、少なくとも１つのダイを内部に含むキャビティを規定するヒートシンクとを備え、ヒートシンクは、基板によって担持され、ここで、ヒートシンクは、少なくとも１つのダイから発生した熱を基板内に方向付けるように動作可能である、電子システムパッケージを提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、ヒートシンクと基板との間の第１の熱界面材料層と、ヒートシンクと少なくとも１つのダイとの間の第２の熱界面材料層とをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、少なくとも１つのダイが、フリップチップダイをさらに含むことをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、ヒートシンクの上に第２の基板をさらに提供することができ、ここで、ヒートシンクは、少なくとも１つのダイから発生した熱を第２の基板内に方向付けるようにさらに動作可能である。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２の基板の上にあり、第２の基板と動作可能に連通する第２のダイをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のダイが、フリップチップダイおよびワイヤボンドダイのうちの１つをさらに含むことをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のダイを囲む封止材層をさらに提供してもよい。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のダイから発生した熱が封止材層に分散されることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のダイを囲む封止材層内に１つ以上の選択的ヒートシンクをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のダイから発生した熱が、１つ以上の選択的ヒートシンク内に分散され、封止材層から出ることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、ヒートシンクが、ダイを取り囲む熱界面表面と、熱界面表面と基板との間の熱界面材料層とをさらに備えることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、ヒートシンクが第１のヒートシンクであり、パッケージが、第１のヒートシンクの上に延在し、第１のヒートシンクと熱連通する第２のヒートシンクと、第１のヒートシンクと第２のヒートシンクとの間の熱界面材料層とをさらに備えることをさらに提供することができる。

【0007】

[0007]別の態様では、本開示の例示的な実施形態は、電子システムパッケージに含まれる少なくとも１つのダイで熱を発生させることと、少なくとも１つのダイを含むキャビティを内部に規定するヒートシンクで、少なくとも１つのダイによって発生した熱の少なくとも一部を吸収することと、ヒートシンクからの熱の一部を、熱界面を通して、ヒートシンクをその上に担持する基板に方向付けることと、熱の一部をダイから分散させることとを含む、熱を分散させる方法を提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、熱の一部の少なくとも一部を、ヒートシンクを担持する基板に方向付けることと、熱の一部の少なくとも別の一部を、ヒートシンクの上方にあり、ヒートシンクと熱接続している第２の基板に方向付けることとをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、電子システムパッケージ内の少なくとも１つの追加のダイで熱を発生させることと、少なくとも１つの追加のダイは、ヒートシンクの上方の第２の基板によって担持され、ヒートシンクと熱接続して、少なくとも１つの追加のダイによって発生した熱の少なくとも一部を、少なくとも１つの追加のダイを囲む封止材層に方向付けることとをさらに提供することができる。

【0008】

[0008]さらに別の態様では、本開示の例示的な実施形態は、電子システムパッケージの第１の基板上に担持された第１のダイを、キャビティを規定する第１のヒートシンク内に封入することと、キャビティは第１のダイを含み、第１のダイで熱を発生させることと、第１のヒートシンクの上方にあり、第１のヒートシンクと熱連通する第２の基板によって担持された第２のダイで熱を発生させることと、第１のダイによって発生された熱の少なくとも一部を第１のヒートシンクで吸収することと、第２のダイによって発生された熱の少なくとも一部を、第２のダイを取り囲む封止材層内の第２のヒートシンクで吸収することと、第１のダイからの熱の一部および第２のダイからの熱の一部を第１および第２のダイから離れるように方向づけることとを備える、熱を分散させる方法を提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、熱の一部を第１および第２のダイから離れるように方向付けることが、第１のダイからの熱の一部の第１の部分を第１の基板に方向付けることと、第１のダイからの熱の一部の第２の部分を第２の基板に、および第２のヒートシンク内に方向付けることと、第１のダイからの熱の一部の第２の部分および第２のダイからの熱の一部を第２のヒートシンクから、および第１および第２のダイから離れるように放散させることとをさらに備えることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２の基板によって担持される第３のダイを用いて熱を発生させることと、第３のダイを取り囲む封止材層内の第２のヒートシンクを用いて、第３のダイによって発生された熱の少なくとも一部を吸収することと、第３のダイからの熱の一部を第１、第２、および第３のダイから離れるように方向付けることとをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第３のダイからの熱の一部を第１、第２、および第３のダイから離れるように方向付けることが、第３のダイからの熱の一部を第２のヒートシンクを通して第１、第２、および第３のダイから離れるように放散させることをさらに備えることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のヒートシンクが、第２のダイの上の熱伝導材料スラグ、第３のダイの上の熱伝導材料スラグ、および第２のダイと第３のダイとの間の封止材層内の少なくとも１つの熱伝導材料スラグのうちの少なくとも１つをさらに備えることをさらに提供することができる。

【0009】

[0009]さらに別の態様では、本開示の例示的な実施形態は、電子システムパッケージを提供することができ、電子システムパッケージは、第１の基板と動作可能に連通する第１のダイと、第１の基板の上の第２の基板と動作可能に連通し、それと熱連通する第２のダイと、第２のダイを囲む封止材層と、第２のダイを囲む封止材層内の少なくとも１つのヒートシンクとを備え、ここで、少なくとも１つのヒートシンクは、第１および第２のダイから発生した熱をパッケージから外に、第１および第２のダイから離れるように方向付けるように動作可能である。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、少なくとも１つのヒートシンクのそれぞれと第２の基板との間に熱界面材料層をさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、少なくとも１つのヒートシンクが、第２のダイの上の熱伝導材料スラグおよび封止材層内の第２のダイに隣接する少なくとも１つの熱伝導材料スラグのうちの少なくとも１つをさらに備えることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２の基板と動作可能に連通する第３のダイをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、少なくとも１つのヒートシンクが、第２のダイの上の熱伝導材料スラグ、第３のダイの上の熱伝導材料スラグ、および第２のダイと第３のダイとの間の封止材層内の少なくとも１つの熱伝導材料スラグのうちの少なくとも１つをさらに備えることをさらに提供できる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第１のダイが、
フリップチップダイをさらに備えることを提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のダイが、フリップチップダイおよびワイヤボンドダイのうちの１つをさらに備えることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第３のダイが、フリップチップダイおよびワイヤボンドダイのうちの１つをさらに備えることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第１のダイと第２の基板との間に第２のヒートシンクをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のヒートシンクが、第２のヒートシンク内に規定されたキャビティをさらに備え、第１のダイをその中に収容することをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のヒートシンクが、第１のダイを取り囲む熱界面表面と、熱界面表面と基板との間の熱界面材料層とをさらに備えることさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第１のダイ第２のダイから発生した熱が、第２のヒートシンクを通って、熱界面を介して第１の基板内に分散されることをさらに提供することができる。

【0010】

[0010]さらに別の態様では、本開示の例示的な実施形態は、熱を分散させる方法を提供することができ、方法は、電子システムパッケージに含まれる第１の基板によって支持される第１のダイで熱を発生させることと、第１のダイの上方の第２の基板によって支持される第２のダイで熱を発生させることと、第２のダイを囲む封止材層内の少なくとも１つのヒートシンクで、第１および第２のダイによって発生された熱の少なくとも一部を吸収することと、第１および第２のダイからの熱の一部を、少なくとも１つのヒートシンクを通して第１および第２のダイから離れるように方向付けることとを備えている。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第１および第２のダイからの熱の一部を方向付けることが、第１のダイからの熱の一部の第１の部分を第１の基板に方向付けることと、第１のダイからの熱の一部の第２の部分を第２の基板を通して第２のヒートシンク内に方向付けることと、第１のダイからの熱の一部の第１の部分を第１の基板を通して第１および第２のダイから離れるように放散させることと、第１のダイからの熱の一部の第２の部分と、第２のダイからの熱の一部とを、第２のヒートシンクを通して、第１および第２のダイから離れるように放散させることとを更に備えることをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２の基板によって担持される第３のダイで熱を発生させることと、第３のダイによって発生された熱の少なくとも一部を少なくとも１つのヒートシンクに方向付けることとをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第３のダイからの熱の一部を、少なくとも１つのヒートシンクを通して第１、第２、および第３のダイから放散させることをさらに提供することができる。

【0011】

[0011]さらに別の態様では、本開示の例示的な実施形態は、電子システムパッケージを提供することができ、電子システムパッケージは、第１の基板と動作可能に連通する第１のダイと、第１のダイを内部に含むキャビティを規定し、第１の基板によって支持される第１のヒートシンクと、第１の基板の上方の第２の基板と動作可能に連通し、第２の基板と熱的に連通する第２のダイと、第２のダイを囲む封止材層と、第２のダイを囲む前記封止材層内の第２のヒートシンクとを備え、ここで、第１のヒートシンクは、第１のダイから発生した熱を第１及び第２の基板内に方向付けるように動作可能であり、ここで、第２のヒートシンクは、第２の基板及び第２のダイから発生した熱をパッケージから外に、第１及び第２のダイから離れるように方向付けるように動作可能である。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第１のヒートシンクが、第１のダイを取り囲む熱界面表面と、熱界面表面と第１の基板との間の熱界面材料層とをさらに備えることをさらに提供する。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２の基板と動作可能に連通する第３のダイをさらに提供することができる。この例示的な実施形態または別の例示的な実施形態は、第２のヒートシンクが、第２のダイの上の熱伝導材料スラグ、第３のダイの上の熱伝導材料スラグ、および第２のダイと第３のダイとの間の封止材層内の少なくとも１つの熱伝導材料スラグのうちの少なくとも１つをさらに備えることをさらに提供する。

【0012】

[0012] 本開示のサンプル実施形態が、以下の説明に記載され、図面に示され、添付の特許請求の範囲に具体的かつ明確に指摘され、記載される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】[0013] 図１（図１）は、本開示の一態様による、ダイレベルキャビティヒートシートが内部に含まれた例示的な電子システムパッケージの概略側面図である。

【図2】[0014] 図２（図２）は、本開示の一態様による、ダイレベルキャビティヒートシートが内部に含まれる例示的な積層フリップチップパッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）構成の電子システムパッケージの側面概略図である。

【図3】[0015] 図３（図３）は、本開示の一態様による、ダイレベルキャビティヒートシートが内部に含まれる例示的な熱フリップチップ構成の電子システムパッケージの概略側面図である。

【図4】[0016] 図４（図４）は、本開示の一態様による、ダイレベルキャビティヒートシート及び選択的ヒートシンク要素が内部に含まれる例示的な積層フリップチップＰｏＰ構成電子システムパッケージの概略側面図である。

【図5】[0017] 図５（図５）は、本開示の一態様による、例示的な放熱経路を示す、図４からの例示的な電子システムパッケージの概略側面図である。

【0014】

[0018]同様の番号は、図面全体を通して同様の部分を指す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

[0019]電子システム（ＥＳ）パッケージが示され、本明細書とともに提供される図において参照番号１０で全体的に示される。ＥＳパッケージ１０は、以下の追加の詳細とともに提供される前に、本明細書において最初に一般的に説明される。ＥＳパッケージ１０は、システムインパッケージ（ＳｉＰ）として知られる単一のパッケージに含まれる機能的電子システム、またはシステムインチップパッケージ（ＳｉＣ）として知られる単一の集積回路（ＩＣ）を含む、任意の適切なパッケージまたはパッケージングテクノロジーであってもよい。これらのＥＳパッケージはますますサイズが縮小され、よりコンパクトになっているので、従来のパッケージレベルの熱放散技術およびテクノロジーを使用して、ＥＳパッケージ１０の能力をさらに高め、個々のＩＣから熱を移動させてＩＣの故障を防止することができる。

【0016】

[0020]したがって、図１を参照すると、例示的なＥＳパッケージ１０が示され、以下では１つ以上のダイ１２と呼ばれる１つ以上のチップダイ１２と、フリップチップ基板１４と、キャビティヒートシンク１６と、１つ以上の熱界面材料層１８と、複数のはんだボール２０とを有するものとして一般的に説明される。図２に最もよく示されるように、ＥＳパッケージ１０は、モールドまたは封止材２２およびホストボード２４をさらに含み得る。本明細書でさらに説明するように、ＥＳパッケージ１０は、積層パッケージング構成ならびに個別パッケージング構成での使用に適している場合がある。

【0017】

[0021]本明細書では、他の要素又は構成要素の「上に」又は「上方に」構成要素を有するものとして記載されているが、ＥＳパッケージ溶液は、任意の好適な配向で提供されてもよいことが理解されるであろう。したがって、本明細書で使用される場合、方向または位置の用語は、他の構成要素に対して、および図に図示される向きに対してであると理解される。例えば、図１を参照すると、ホストボード２４は、ＥＳパッケージ１０の底部であってもよく、基板１４およびキャビティヒート１６は、ホストボード２４の「上に」または「上方に」積み重ねられてもよい。現実のアプリケーションでは、ホストボード２４は、下に設けられた他の層を有する「上部」であってもよい。

【0018】

[0022]ダイ１２は、電子グレードシリコン、ガリウムヒ素、又は任意の他の適切な半導体材料などの任意の適切な材料の集積回路であってもよい。ダイ１２は、フォトリソグラフィ等のような任意の適切な製造手段によってその上に製造された１つ以上の機能回路を含み得る。ダイ１２上にプリントされた回路は、所望の実装によって決定されるように、任意の適切なまたは所望の目的のためのものであってもよい。さらに、本明細書で説明するように、ＥＳパッケージ１０は、ダイ１２を含めて、所望に応じて任意の適切なサイズにスケーリングされてもよい。ダイ１２は、単一のアクティブ面を有する６面ダイと考えられてもよい。ダイ１２のアクティブ面は、その上にプリント回路を有するダイ１２の面であってもよく、一方、その反対側は、背面と呼ばれてもよい。

【0019】

[0023]フリップチップ基板１４（及び／又は以下で説明する基板３０）は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）能力を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を含む任意の適切な基板であってもよく、集積回路又は電子システムに使用される１つ以上のダイ１２を収容するために、はんだボール等を含む任意の適切な接続部又はトレースをその上に含んでもよい。

【0020】

[0024]以下でさらに詳細に説明されるように、キャビティヒートシンク１６は、本明細書でさらに説明されるように、任意の適切な熱伝導材料から形成されてもよいダイ１２レベルのキャビティヒートシンク１６であってもよい。一態様によれば、キャビティヒートシンク１６は、銅から形成されてもよい。キャビティヒートシンク１６は、以下でさらに説明するように、熱界面材料層１８と相互作用するための１つ以上の表面を含むことができる。キャビティヒートシンク１６は、任意の適切なサイズで製造されてもよく、１つ以上のダイ１２をその中に収容してもよい中央キャビティ２６を含んでもよい。キャビティヒートシンク１６は、６面のダイ１２の５つの面を囲むことができるという点で５面のヒートシンクであってもよく、残りの囲まれていない面はダイ１２のアクティブ面である。キャビティヒートシンク１６は、本明細書で説明されるように、ダイ１２のアクティブ面が基板１４と自由に相互作用する一方で、背面および側面がヒートシンクと熱的に接触するか、またはヒートシンクに近接するように、ダイ１２の背面の上に延在してもよい。

【0021】

[0025]熱界面材料層１８は、隣接する構成要素間の熱結合を強化するためにＥＳパッケージ１０の１つ以上の構成要素間に挿入される任意の適切な材料であってもよい。これらの熱界面材料層１８は、所望の実装によって決定されるように、熱ペースト、熱接着剤、熱ギャップフィラー、熱伝導性パッド、熱テープ、相変化材料、または金属熱界面材料を含むがこれらに限定されない任意の適切な材料であってもよい。これらの熱界面材料層１８は、所望の実装によって決定されるように、また以下でさらに説明するように、ＥＳパッケージ１０の任意のまたはすべての構成要素の交点に設けることができる。一態様によれば、熱界面材料１８は、熱生成要素（すなわち、ダイ１２）とヒートシンク要素（例えば、キャビティヒートシンク１６および／または選択的ヒートシンク２８）との間のすべての交点、ならびにすべてのヒートシンク要素と周囲構造（例えば、基板１４、３０）との間に設けられてもよい。熱界面材料１８は、熱放散におけるその役割に加えて、そのような層の間の接着剤として作用してもよい。

【0022】

[0026]はんだボール２０は、銅、ニッケル、および／または金材料、あるいはそれらの組合せなどの任意の適切なはんだ材料から形成されてよく、これは、所望の実装によって決定されるように、フリップチップ基板１４にはんだ付けされ、エポキシでアンダーフィルされて、任意の集積回路、ダイ１２、ＰＣＢ、またはＥＳパッケージ１０の他の構成要素の間の電気通信を可能にしてもよい。はんだボール２０は、以下でさらに説明するように、フリップチップ基板１４上および／またはＥＳパッケージ１０の積層された層間に戦略的に配置されてもよい。

【0023】

[0027]モールド材料２２は、所望に応じて、ＥＳパッケージ１０の１つ以上の構成要素を封入してもよく、エポキシ、エポキシ樹脂などを含む任意の好適な材料で形成されてもよい。
モールド／封止材２２は、ＥＳパッケージ１０の他の構成要素が組み立てられると、ＥＳパッケージ１０の大部分を取り囲むかまたは封入することができる。

【0024】

[0028]ホストボード２４は、フリップチップ基板１４と電気的に接続されてもよい追加の基板であってもよく、構成要素は、その上に担持し、それらの間の電気通信を可能にする。
ホストボード２４は、所望の実装によって決定されるように、任意の適切な目的を果たすことができ、または任意の適切なタイプのホストボードであってもよい。一態様によれば、本明細書に図示されるように、ホストボード２４は、複数のはんだボール２０を介してフリップチップ基板１４に接続されてもよい。

【0025】

[0029]引き続き図１を参照すると、キャビティヒートシンク１２は、ＥＳパッケージ１０内のダイ１２の熱性能を改善するために、現在のおよび新たなパッケージングテクノロジー内で利用されてもよい。キャビティヒートシンク１６は、キャビティ内の１つ以上のダイ１２を完全に包囲してもよい。図１に示すように、ダイ１２は、エポキシアンダーフィルを有するフリップチップダイであってもよく、これは、アクティブ面がフリップチップ基板１４に面するようにフリップされたダイであってもよい。このような構成では、キャビティヒートシンク１６は、ダイ１２の非アクティブ面にわたって延在してもよく、熱界面材料層１８によってそこに熱的に接合されてもよい。キャビティ２６は、キャビティヒートシンク１６がダイ１２をその中に封入することをさらに可能にし、同時に、ヒートシンク１６とフリップチップ基板１４とがそれらの間の熱界面材料１８の層と接触してもよい（参照番号１６Ａで示される）熱界面表面を提供してもよい。ダイ１２のいずれかの側に、およびキャビティヒートシンク１６とフリップチップ基板１４との接合部に熱界面材料層１８を有するように示されているが、キャビティヒートシンクは、熱界面表面１６Ａおよび熱界面材料層１８がダイ１２を取り囲み、熱界面材料層１８を通してフリップチップ基板１４と相互作用する連続層であってもよいように、ダイ１２の外縁を取り囲み得ることが理解されるであろう。

【0026】

[0030]この熱界面表面１６Ａおよび熱界面材料層１８は、既存の熱放散技術と比較してダイ接合部温度を低減するために、キャビティヒートシンク１６が過剰な熱をダイ１２から引き離し、それをフリップチップ基板１４内に方向付けることを容易にしてもよい。さらに、キャビティヒートシンク１６は、以下にさらに説明するように、ヒートシンク１６を積層基板３０に接続する熱界面材料層１８を有する熱界面表面１６Ａを有してもよい。

【0027】

[0031]キャビティヒートシンク１６は、任意のサイズのダイ１２に合わせてスケーリングされてもよく、及び／又は、全てではないが、ほとんどの現在のパッケージング制約に適合されてもよい。しかしながら、キャビティヒートシンク１６の最大の熱的利益は、フリップチップパッケージングソリューションと共に使用される場合に最も良く実現できることが理解されるであろう。なぜなら、これは、ダイ１２の最大の表面積がキャビティヒートシンク１６と熱接続されることを可能にし、したがって、ダイ１２から最も多くの熱を取り去るからである。

【0028】

[0032]図２を参照すると、一態様によれば、例示的なＥＳパッケージ１０が、（ＥＳパッケージ１０Ａとして示される）パッケージ構成上の積層フリップチップパッケージで示されている。この構成は、図１に提供されたフリップチップパッキングソリューションと同様であってもよいが、キャビティヒートシンク１６の上に追加の積層基板３０およびダイ１２を含む。積層基板３０は、フリップチップ基板１４の上のその位置を除いて、フリップチップ基板１４と実質的に同様であってもよく、ＰＣＢまたは任意の他の好適な基板材料であってもよい。積層基板３０は、追加のモールド／封止材２２層を含んでもよい。積層基板３０は、以下に説明するように、その上に１つ以上の追加のダイ１２をさらに含むか、または担持してもよい。

【0029】

[0033]積層基板３０は、フリップチップ基板１４とホストボード２４との間のはんだボール２０と実質的に同様であってもよいが、フリップチップ基板１４と積層基板３０との間に配置される、積層はんだボールとしての追加のはんだボール２０を通してフリップチップ基板１４に固定されてもよい。

【0030】

[0034]さらに、積層基板３０は、キャビティヒートシンク１６に隣接していてもよく、所望に応じて、または所望の実装によって決定されるように、追加の熱界面材料１８層によってキャビティヒートシンク１６に熱的に接続されてもよい。この構成では、１２Ａで示される第１のダイは、本明細書で前に説明したようなフリップチップダイ１２であってもよい。したがって、第１のダイ１２Ａは、キャビティヒートシンク１６のキャビティ２６内に含まれるダイ１２Ａであってもよい。第２のダイ１２Ｂは、積層基板３０に動作可能に接続されたダイ１２であってもよい。第２のダイ１２Ｂは、所望に応じて、（図２に示すように）フリップチップダイ１２であってもよく、またはワイヤボンドダイ１２であってもよい。この積層アセンブリでは、以下でさらに説明するように、熱は、第１のダイ１２Ａからキャビティヒートシンク１６を通ってフリップチップ基板１４および積層基板３０内に放散することができる。熱は、第２のダイ１２Ｂの上に延在するモールド／封止材２２を通して、ならびにはんだボール２０を通してホストボード２４内にさらに放散してもよい。

【0031】

[0035]キャビティヒートシンク１６を利用するパッケージ構成上の積層フリップチップパッケージのモデリングデータは、モールド材料２２のみがフリップチップ基板１４と積層基板３０との間の第１のダイ１２Ａを封入する現在の手法と比較して、最大接合温度に基づいて熱性能の最大５パーセントの改善を示した。さらに、ダイ１２Ａの全体がキャビティヒートシンク１６のキャビティ２６内に含まれるキャビティヒートシンク１６の配置は、ダイ１２Ａ上に延在するが、キャビティヒートシンク１６とフリップチップ基板１４との間に熱界面および熱界面材料層１８を有さない平坦なヒートシンクと比較して、熱性能のさらなる２から３パーセントの改善を提供できる。

【0032】

[0036]図３を参照すると、第２の例示的なＥＳパッケージ１０Ｂが、熱フリップチップパッケージボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構成で示されている。熱フリップチップＢＧＡパッケージは、現在の、または業界標準のヒートシンクであってもよく、ダイ上に延在してもよい追加のヒートシンク３２を含んでもよいが、ダイ１２と標準ヒートシンク３２との間にキャビティヒートシンク１６を含めることにより、標準ヒートシンク３２のみを利用する現在の熱フリップチップパッケージと比較して、熱性能の１０％以上の改善を提供することができる。この構成では、ダイ１２は、薄くされ、水平方向に拡張されて、追加の表面積および／またはダイ１２とキャビティヒートシンク１６との間の熱接触を提供してもよく、これは、ＥＳパッケージ１０の熱性能をさらに改善してもよい。

【0033】

[0037]この特定の構成、すなわち、標準的なヒートシンク３２を含む熱フリップチップパッケージは、フリップチップダイ用途のための業界標準パッケージの先導と考えられ、現在、電子システム業界内での高い放熱のための最良のパッケージングスタイルの１つとして認識されることが多い。キャビティ２６内に収容された薄くされたダイ１２と共にキャビティヒートシンク１６を含むことは、最小の製造変更で熱性能の１０％以上の改善を提供し、このアプローチが、その熱放散性能を改善しながら、産業全体のソリューションとしてのその地位を維持することを可能にする。本明細書で前に論じたように、ダイ１２およびキャビティヒートシンク１６は、任意の適切なサイズにスケーリングされてよく、さらに、その利用における柔軟性を可能にする。

【0034】

[0038]図４を参照すると、図２のＥＳパッケージ１０Ａと同様の、ＥＳパッケージ１０Ｃのパッケージ構成上の積層フリップチップパッケージが示されており、これは、キャビティヒートシンク１６を利用する第１のダイ１２、１２Ａを、その上に積層された第２および第３のダイ１２Ｂおよび１２Ｃとともに有する。示されるように、ＥＳパッケージ１０Ｃは、本明細書で前に説明したものと同じ要素または構成要素、すなわち、ダイ１２、ベースフリップチップ基板１４、キャビティヒートシンク１６、いくつかの熱界面材料層１８、複数のはんだボール２０、モールド／封止材２２、ホストボード２４、および積層基板３０を含む。
さらに、ＥＳパッケージ１０Ｃは、１つ以上の選択的ヒートシンク２８の構成要素を含んでもよく、これについては、ここでさらに詳細に説明する。

【0035】

[0039]特に、図２のＥＳパッケージ１０Ａと比較して、図４のＥＳパッケージ１０Ｃは、そのキャビティ２６内にダイ１２Ａを含むキャビティヒートシンク１６を有するベースフリップチップ基板１４上にフリップチップダイ１２、１２Ａを含む点で実質的に同様であってもよい。キャビティヒートシンク１６の上には、同様に、ここではダイ１２Ｂおよび１２Ｃとして示される１つ以上の追加のダイ１２を有する積層基板３０があってもよく、これらのダイは、以下でさらに説明されるように、フリップチップダイ１２であってもよく、あるいはワイヤボンドダイ１２であってもよい。ＥＳパッケージ１０Ｃは、その所望の実装によって決定されるように、１つ以上のはんだボール２０を通してホストボード２４に電気的に接続されてもよい。

【0036】

[0040]ＥＳパッケージ１０Ｃは、ダイ１２Ｂおよび１２Ｃがフリップチップダイであるとき、ダイ１２Ｂおよび／または１２Ｃの上部に配置された１つ以上の熱伝導材料スラグであってもよいか、またはそれを含み得る１つ以上の選択的ヒートシンク２８要素をＥＳパッケージ１０Ｃがさらに含んでいてもよいという点で、ＥＳパッケージ１０Ａとは異なってもよい。ダイ１２Ｂおよび１２Ｃがワイヤボンドダイである場合、１つ以上の選択的ヒートシンク２８が、ダイ１２Ｂと１２Ｃとの間の自由空間においてモールド／封止材２２内に選択的に配置されてもよい。同様に、選択的ヒートシンク２８は、両方の領域、すなわち、ダイ１２の間およびダイ１２の上部に配置されてもよく、そこでは、空間が許容され、および／または設置パラメータがそれに対して許容される。

【0037】

[0041]選択的ヒートシンク２８は、以下でさらに説明するように、ＥＳパッケージ１０Ｃ内の主要領域から熱を吸収するか、または他の方法で熱を引き離し、ＥＳパッケージ１０Ｃの上部を通して外に出すことができる伝導性熱経路として機能することができる。一態様によれば、選択的ヒートシンク２８は、ダイ１２から十分な熱を引き出し、モールド／封止材２２内に導き、そこで放散させることができる。別の態様によれば、選択的ヒートシンク２８の構成要素は、ＥＳパッケージ１０Ｃの外部に露出されるように、モールド／封止材２２と同じ高さであってもよく（またはモールド／封止材２２からわずかに延在してもよく）、これにより、電子システム内に含まれるファンなどの他の熱冷却機構が、ＥＳパッケージ１０Ｃ内のダイ１２および他の重要な領域から熱をさらに放散させることがさらに可能になってもよい。

【0038】

[0042]選択的ヒートシンク２８は、銅、金などを含むがこれらに限定されない任意の適切な熱伝導材料で形成されてもよい。選択的ヒートシンク２８は、キャビティヒートシンク１６と同様に、任意のダイサイズまたは利用可能なパッケージ面積に合わせてスケーリングされてもよく、個々のパッケージの構成によって決定される任意の適切な位置に配置または構成されてもよい。したがって、選択的ヒートシンク２８は、パッケージ全体の熱放散をさらに高めるために、構成要素間の空きスペースまたは空き領域に配置することによって、既存のパッケージングテクノロジーに容易に組み込むことができる。

【0039】

[0043]選択的ヒートシンク２８は、キャビティヒートシンク１６を有さないパッケージにおいてさらに利用されてもよく、または代替的に、その中にキャビティヒートシンク１６を利用するパッケージに含まれてもよい。同様に、ＥＳパッケージ１０は、キャビティヒートシンク１６を含んでもよいが、その特定の実装および構成に応じて、選択的ヒートシンク２８の使用を省略してもよく、またはそうでなければ必要としなくてもよい。選択的ヒートシンク２８のみを含むことは、ダイ１２及び基板１４、３０上にモールド化合物を厳密に利用するパッケージと比較して、熱性能において２．５パーセント程度の改善を提供してもよい。キャビティヒートシンク１６と選択的ヒートシンク２８の両方を利用するＥＳパッケージ１０は、ＥＳパッケージ１０の主要領域からの熱の流れを集合的にさらに向上させることができる。

【0040】

[0044]図５を参照すると、図４のＥＳパッケージ１０Ｃが、ダイ１２によって生成された後に熱が取り得る様々な経路を示す追加の矢印とともに示されている。図に示されるように、波線／矢印は、熱が発生するときの熱を表し、標準の矢印は、熱がダイ１２などの重要な領域から離れるときに熱が取ることができる経路を表す。これらの矢印は、一般に、熱がＥＳパッケージ１０Ｃの様々な構成要素を通って移動することができる経路を表すように配置され、その代表例として意図される。したがって、熱は、任意の方向またはすべての方向に移動するか、または他の方法で放散することができるが、キャビティヒートシンク１６および／または選択的ヒートシンク２８を含めることにより、熱が主要な構成要素から離れるように移動するか、または他の方法で放散するための最小抵抗の経路を提供することによって、この熱放散をさらに向上させることができることが理解されよう。

【0041】

[0045]キャビティヒートシンク１６、選択的ヒートシンク２８、またはそれらの組合せによって提供される熱性能の改善は、パッケージ１０から熱を除去し、パッケージ１０内の熱を主要構成要素から放散させ、および／またはダイ１２を可能な限り長く臨界動作温度未満に保つことを意図し、さらにそのように理解される。ＥＳパッケージ１０が定常状態タイプの電子機器に適合される場合、キャビティヒートシンク１６および／または選択的ヒートシンク２８を含めることにより、熱を、ファンまたは他の冷却構成要素などの他の熱除去構成要素を通してさらに放散させることができる領域に引き込むことが可能になる。例えば、コンピュータまたはパーソナル電子デバイスにおいて、キャビティヒートシンク１６および／または選択的ヒートシンク２８を追加することにより、その中に含まれる冷却ファンまたは通気口に熱を方向付けることができる。多くの軍事用途に見られるような短寿命の電子システムでは、キャビティヒートシンク１６および／または選択的ヒートシンク２８を含めることは、パッケージ１０内の熱またはパッケージ１０からの熱を放散させるように機能して、ダイ１２の寿命全体にわたって高い性能を維持しながら、ダイ１２の最長の一時的寿命を提供することができる。

【0042】

[0046]一例によれば、キャビティヒートシンク１６および／または選択的ヒートシンク２８を含むＥＳパッケージ１０は、軍需品において利用されてもよいＧＰＳ誘導システムにおけるプロセッサまたはメモリとして利用されてもよい。そのような用途の寿命は、ダイ１２のピーク性能を必要とするかもしれないが、短期間のみ、多くの場合、数分以下の問題のみである。したがって、キャビティヒートシンク１６および／または選択的ヒートシンク２８を含めることは、ＥＳパッケージ１０の寿命全体を通して最大の性能レベルを可能にすることができるので、重要である可能性がある。

【0043】

[0047]一態様によれば、追加の基板層およびダイを含む追加の層が利用されてもよい場合、本開示の範囲内にとどまりながら、本明細書で図示および説明されたもの以外の追加のキャビティヒートシンクおよび／または選択的ヒートシンクが含まれてもよいことが理解されよう。

【0044】

[0048]したがって、例示的なＥＳパッケージ１０の要素及び構成要素を説明してきたが、次に、その使用の方法を説明する。

【0045】

[0049]本明細書に記載されるように、使用方法は図５を参照して論じられるが、記載される方法は代表的な例であり、キャビティヒートシンク１６及び／又は選択的ヒートシンク２８を内部に有するＥＳパッケージ１０の全ての実施形態に適用されてもよいことが理解されるであろう。特に、キャビティヒートシンク１６および選択的ヒートシンク２８のスケーラビリティにより、本明細書に記載された方法は、本明細書で明示的に説明されていない他のパッケージングソリューションを同様に含んでいてもよいことが理解されるであろう。

【0046】

[0050]したがって、図５を参照すると、一例では、ＥＳパッケージ１０は、標準的な製造技術に従って、任意の適切な構成（示されるようなパッケージ構成上の積層フリップチップパッケージなど）で組み立てられてもよい。ＥＳパッケージ１０は、さらに、他の電子システムにその構成要素として設置され、それとともに動作されてもよい。例えば、ＥＳパッケージ１０がナビゲーションまたはＧＰＳシステムの一部である場合、それはより大きなシステムの構成要素として設置されてもよい。同様に、所望の実装によって所望されるかまたは決定されるように、任意の数のＥＳパッケージ１０をより大きなシステムで利用することができる。

【0047】

[0051]一旦設置され、通常動作に入ると、ダイ１２は熱を発生し始め、その温度レベルは急速に上昇することが理解される。図５に波形の矢印で示すように、熱が発生すると、熱はダイ１２からほぼ全方向に外側に放射される。基板１４、３０と係合されているダイ１２のアクティブ面は、ダイ１２の背面および側面を通して熱を反射するか、またはそうでなければ熱をより容易に分散させることができる。第１のダイ１２Ａを出る熱は、ヒートシンク１６によって容易に吸収されてもよい。同様に、第２および第３のダイ１２Ｂおよび１２Ｃによって生成される熱は、選択的ヒートシンク２８によって容易に吸収されてもよい。上述のように、これらのヒートシンク１６および２８は、ダイ１２から発生した熱に対して最も抵抗の少ない経路を表し、したがって、そこから熱を奪い、熱を他の場所に方向付けるように機能する。

【0048】

[0052]特に、第１のダイ１２ＡがＥＳパッケージ１０内に完全に封入されると、キャビティヒートシンク１６は、ダイ１２Ａから熱を奪い、その熱を熱界面表面１６Ａおよび熱界面材料層１８を通して基板１４内に分散させ得る。同様に、ＥＳパッケージ１０が（パッケージ１０Ｃのような）積層パッケージである場合、キャビティヒートシンクは、積層基板３０内に熱をさらに放散させることができる。

【0049】

[0053]キャビティヒートシンク１６と同様に、選択的ヒートシンク２８は、第２のダイ１２Ｂおよび第３のダイ１２Ｃによって生成された熱を吸収してもよく、再び、最小抵抗の経路として、そこから熱を引き離してもよい。この熱は、ＥＳパッケージ１０から、または少なくとも部分的に、ヒートシンク２８を囲むモールド／封入剤２２内に分散されてもよい。さらに、キャビティヒートシンク１６を通って積層基板３０に伝達される熱は、示されるように、選択的ヒートシンク２８を通る最も制限の少ない経路を同様に辿ることができる。

【0050】

[0054]最終的に、全てのＥＳパッキングテクノロジーの目標は、主要な領域、すなわちダイ１２から熱を奪い、その熱を他の遠隔構造に、および／またはパッケージの外部の環境に分散させることである。本明細書に示され、説明されるように、キャビティヒートシンク１６および／または選択的ヒートシンク２８を含めることは、現在のパッケージングテクノロジーと比較して、サイズの拡張性を維持しながら、コストおよび製造上の考慮事項に対する影響を最小限に抑えながら、より効率的でより長持ちする解決策を提供することができる。

【0051】

[0055]様々な発明概念が、１つ以上の方法として具現化され得、その一例が提供されている。
方法の一部として実行される動作は、任意の好適な方法で順序付けられてもよい。したがって、図示されたものとは異なる順序で動作が実行される実施形態を構成することができ、例示的な実施形態では連続的な動作として示されていても、いくつかの動作を同時に実行することを含み得る。

【0052】

[0056]本発明の様々な実施形態を本明細書で説明および例示したが、当業者は、本明細書で説明した機能を実行するため、および／または本明細書で説明した結果および／または利点の１つ以上を取得するための様々な他の手段および／または構造を容易に想定し、そのような変形および／または修正の各々は、本明細書で説明した本発明の実施形態の範囲内にあると見なされる。より一般には、当業者は、本明細書に記載のすべてのパラメータ、寸法、材料、および構成が例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成が、特定の用途または本発明の教示が使用される用途に依存することを容易に理解するであろう。当業者は、本明細書に記載の特定の本発明の実施形態に対する多くの同等物を認識するか、または日常的な実験のみを使用して確認することができる。したがって、前述の実施形態が、例としてのみ提示されたものであり、添付の特許請求の範囲およびその同等物の範囲内で、本発明の実施形態が、具体的に説明および請求項に記載されるものとは別様に実践されてもよいことを理解されたい。本開示の発明の実施形態は、本明細書に記載の個々の特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法各々を対象とする。加えて、２つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法の任意の組合せは、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しない場合、本開示の発明範囲内に含まれる。

【0053】

[0057]本明細書で定義され及び使用される全ての定義は、辞書の定義、参照によって組み込まれている文書における定義、及び／又は定義された用語の通常の意味を支配する（control over）と理解されるべきである。

【0054】

[0058]本明細書および特許請求の範囲で使用される不定冠詞「a」および「an」は、そうでないことが明確に示されていない限り、「少なくとも１つ」を意味すると理解されたい。
本明細書および特許請求の範囲で使用される「および／または」という語句は（もしあれば）、そのように結合された要素の「いずれかまたは両方」、すなわち、ある場合には接続的に存在し、他の場合には離接的に存在する要素を意味すると理解されたい。「および／または」で列挙された複数の要素は、同じように、すなわち、そのように結合された要素のうちの「１つ以上」と解釈されたい。「および／または」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素が、具体的に特定されたそれらの要素に関連するか関連しないかにかかわらず、任意選択的に存在してもよい。したがって、非限定的な例として、「Ａおよび／またはＢ」への言及は、「備える（comprising）」などのオープンエンド言語と共に使用されるとき、１つの実施形態では、Ａのみ（任意選択的にＢ以外の要素を含む）を指し、別の実施形態では、Ｂのみ（任意選択的にＡ以外の要素を含む）を指し、さらに別の実施形態では、ＡおよびＢの両方（任意選択的に他の要素を含む）等を指すことができる。本明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、「または」は、上記で定義された「および／または」と同じ意味を有すると理解されたい。例えば、リスト内の項目を分離するとき、「または」または「および／または」は、包括的である、すなわち、いくつかの要素または要素のリストのうちの少なくとも１つを含むが、２つ以上も含み、任意選択的に、列挙されていない追加の項目も含むと解釈されるものとする。それとは反対に明確に示す用語、例えば「～のうちの１つのみ」または「～のうちの正確に１つ」、または特許請求の範囲で使用されるとき「～からなる」などのみが、いくつかの要素または要素のリストのうちの正確に１つの要素を含むことを指す。一般に、本明細書で使用される「または」という用語は、「いずれか」、「～のうちの１つ」、「～のうちの１つのみ」、または「～のうちの正確に１つ」などの排他性の用語が先行するとき、排他的代替（すなわち、「一方または他方であるが、両方ではない」）を示すものとしてのみ解釈されるものとする。「～から本質的になる」は、特許請求の範囲において使用されるとき、特許法の分野において使用される通常の意味を有するものとする。

【0055】

[0059]本明細書および特許請求の範囲において使用されるとき、１つ以上の要素のリストを参照した「少なくとも１つ」という語句は、要素のリスト中の要素の任意の１つ以上から選択される少なくとも１つの要素を意味するが、要素のリスト内に具体的に列挙されたあらゆる要素のうちの少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリスト中の要素の任意の組合せを除外しないことを理解されたい。この定義はまた、「少なくとも１つ」という語句が指す要素のリスト内で具体的に特定された要素以外に、具体的に特定されたそれらの要素に関連しても関連しなくても、要素が任意選択的に存在してもよいことを可能にする。したがって、非限定的な例として、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」（または同等に、「ＡまたはＢのうちの少なくとも１つ」、または同等に、「Ａおよび／またはＢのうちの少なくとも１つ」）は、１つの実施形態では、任意選択的にＢが存在しない２つ以上のＡを含む（および任意選択的にＢ以外の要素を含む）少なくとも１つを指すことができ、別の実施形態では、任意選択的にＡが存在しない２つ以上のＢを含む（および任意選択的にＡ以外の要素を含む）少なくとも１つを指すことができ、さらに別の実施形態では、任意選択的に２つ以上のＡを含む少なくとも１つ、および任意選択的に２つ以上のＢを含む（および任意選択的に他の要素を含む）少なくとも１つ等を指すことができる。

【0056】

[0060]特徴または要素が本明細書で別の特徴または要素の「上に」あると言及されるとき、それはその別の特徴または要素の直接上にあってもよいか、または介在する特徴および／または要素が存在してもよい。対照的に、特徴または要素が別の特徴または要素の「直接上に」あると言及されるとき、介在する特徴または要素は存在しない。ある特徴または要素が別の特徴または要素に「接続」、「取り付け」、または「結合」されていると言及されるとき、それは、その別の特徴または要素に直接接続、取り付け、または結合されることができる、または介在する特徴または要素が存在してよいことも理解されよう。対照的に、特徴または要素が別の特徴または要素に「直接接続」、「直接取り付け」、または「直接結合」されると言及されるとき、介在する特徴または要素は存在しない。１つの実施形態に関して説明または図示するが、そのように説明または図示した特徴および要素は、他の実施形態に適用されることができる。また、別の特徴に「隣接して」配置された構造または特徴への言及が、隣接する特徴に重なるまたはその下に存在する部分を有してもよいことも当業者には理解されよう。

【0057】

[0061]空間的に相対的な用語、「～の下（under）」、「～より下（below）」、「下部（lower）」、「～の上（over）」、「上部（upper）」、および同様のものなどが、図に図示する１つの要素または特徴の、別の要素（単数または複数）または特徴（単数または複数）との関係を説明するのに説明しやすくするために本明細書で使用されてもよい。空間的に相対的な用語は、図で示された向きに加えて、使用時または動作時のデバイスの異なる向きを包含することを意図することが理解されよう。例えば、図のデバイスが反転された場合、他の要素または特徴「の下（under）」または「下（beneath）」として説明した要素は、その他の要素または特徴「の上（over）」に向けられることになる。したがって、「の下（under）」という例示的な用語は、上（over）および下（under）の両方の向きを包含することができる。デバイスは、別様に向けられ得（９０度回転される又は他の向きにある）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語は、それに応じて解釈される。同様に、「上向き（upwardly）」、「下向き（downwardly）」、「垂直（vertical）」、「水平（horizontal）」、「横方向（lateral）」、「縦方向（longitudinal）」および同様の用語は、別段の指示がない限り、説明のみを目的として本明細書で使用される。

【0058】

[0062]「第１の」および「第２の」という用語は、様々な特徴／要素を説明するために本明細書で使用されてもよいが、これらの特徴／要素は、コンテキストがそうでないことを示していない限り、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある特徴／要素と別の特徴／要素を区別するために使用されてもよい。したがって、本発明の教示から逸脱することなく、本明細書で説明する第１の特徴／要素を第２の特徴／要素と呼ぶことができ、同様に、本明細書で説明する第２の特徴／要素を第１の特徴／要素と呼ぶことができる。

【0059】

[0063]一実施形態は、本開示の実装または例である。本明細書における「一実施形態」、「１つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの特定の実施形態」、「例示的な実施形態」、または「他の実施形態」などへの言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくともいくつかの実施形態に含まれるが、必ずしもすべての実施形態に含まれるわけではないことを意味する。「一実施形態」、「１つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つの特定の実施形態」、「例示的な実施形態」、または「他の実施形態」などの様々な出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すわけではない。 [0064]本明細書に、構成要素、特徴、構造、または特性が「含まれ得る」、「含まれてもよい」、または「含まれることができる」と記載される場合、その特定の構成要素、特徴、構造、または特性が含まれる必要はない。本明細書または特許請求の範囲が、「１つの」要素に言及する場合、それは、その要素が１つだけ存在することを意味しない。本明細書または特許請求の範囲が、「追加の」要素に言及する場合、それは、追加の要素が２つ以上存在することを排除しない。

【0060】

[0065]本明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、例で使用される場合を含めて、特に明記されない限り、すべての数は、用語が明示的に出現しない場合であっても、「約」または「およそ」という語が前にあるかのように読まれ得る。「約」または「およそ」という語句は、大きさおよび／または位置を説明するとき、説明される値および／または位置が値および／または位置の合理的な予想範囲内にあることを示すために使用されてもよい。例えば、数値は、記載された値（または値の範囲）の＋／－０．１％、記載された値（または値の範囲）の＋／－１％、記載された値（または値の範囲）の＋／－２％、記載された値（または値の範囲）の＋／－５％、記載された値（または値の範囲）の＋／－１０％等である値を有してもよい。本明細書に列挙される任意の数値範囲は、その中に包含されるすべての部分範囲を含むことが意図される。

【0061】

[0066]加えて、本開示を実行する方法は、本明細書に記載されものとは異なる順序で行われてもよい。したがって、方法の順序は、明示的に述べられない限り、限定として読まれるべきではない。方法のステップのいくつかを異なる順序で実行することにより、同様の結果を達成することができることが認識可能である。

【0062】

[0067]特許請求の範囲において、および上記の明細書において、「備える」、「含む」、「保持する（carrying）」、「有する」、「含有する」、「伴う」、「保持する（holding）」、「～から構成される」などのすべての移行句は、オープンエンドである、すなわち、含むが限定されないことを意味すると理解されたい。「～からなる」および「～から本質的になる」という移行句のみが、特許審査手続の米国特許庁マニュアルに記載されているように、それぞれクローズドまたはセミクローズド移行句であるものとする。

【0063】

[0068]前述の説明では、ある特定の用語が、簡潔さ、明快さ、及び理解のために使用されてきた。このような用語は、説明の目的で使用され、広く解釈されることが意図されているので、先行技術の要件を超えて、不必要な限定がそこから示唆されるべきではない。

【0064】

[0069]更に、本開示の様々な実施形態の説明及び例示は例であり、本開示は、示された又は説明された厳密な詳細に限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】