(57)【要約】  本出願により開示される装置は、複数の導電層を含む基板、及び導電層間に挟まれたナノ複合層間誘電体（ＩＬＤ）層を有し、ナノ複合ＩＬＤ層は分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマーを含むナノ複合材料を有し、ナノクレイ粒子は高いアスペクト比を有する。また、接触表面を有する基板、及び接触表面に置かれたナノ複合はんだレジスト層を有する装置が開示され、はんだレジストは分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、ナノクレイ粒子は高いアスペクト比を有する。さらに、複数の導電層を設ける工程、及び導電層間にナノ複合ＩＬＤを挟む工程を有する方法が開示され、ナノ複合ＩＬＤ層は分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、ナノクレイ粒子は高いアスペクト比を有する。
2007532000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電層を含む基板；及び
前記導電層の間に挟まれたナノ複合層間誘電体（ＩＬＤ）層であり、該ナノ複合ＩＬＤ層が、分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、前記ナノクレイ粒子が高いアスペクト比を有するところのナノ複合ＩＬＤ層；
を有する装置。
【請求項２】
前記ナノクレイ粒子が約50より大きいアスペクト比を有するところの請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ナノクレイ粒子が約200より大きいアスペクト比を有するところの請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ナノクレイ粒子がプレートレット又は紡錘体であるところの請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ナノ複合材料が25重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ナノ複合材料が10重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ナノ複合材料が5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ナノ複合材料が0.5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ナノクレイが自然粘土、合成粘土、修飾フィロケイ酸塩、又はそれらの組み合わせ若しくは混合物を有するところの請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ポリマー接着剤が熱硬化性ポリマーを有するところの請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
接触表面を有する基板；及び
前記接触表面に置かれたナノ複合はんだレジスト層であり、該はんだレジストが、分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、前記ナノクレイ粒子が高いアスペクト比を有するところのナノ複合はんだレジスト層；
を有する装置。
【請求項１２】
前記ナノクレイ粒子が約50より大きいアスペクト比を有するところの請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ナノクレイ粒子が約200より大きいアスペクト比を有するところの請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記ナノクレイ粒子がプレートレット又は紡錘体であるところの請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記ナノ複合材料が25重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ナノ複合材料が10重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ナノ複合材料が5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ナノ複合材料が0.5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ナノクレイが自然粘土、合成粘土、修飾フィロケイ酸塩、又はそれらの組み合わせ若しくは混合物を有するところの請求項１１に記載の装置。
【請求項２０】
前記ポリマー接着剤が熱硬化性ポリマーを有するところの請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】
前記ポリマー接着剤が光硬化性ポリマーを有するところの請求項１１に記載の装置。
【請求項２２】
前記基板が：
複数の導電層；及び
前記導電層の間に挟まれたナノ複合層間誘電体（ＩＬＤ）であり、該ナノ複合ＩＬＤ層が、分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、前記ナノクレイ粒子が高いアスペクト比を有するところのナノ複合ＩＬＤ層；
を有するところの請求項１１に記載の装置。
【請求項２３】
接触表面を有する基板；
前記接触表面に置かれたナノ複合はんだレジスト層であり、該はんだレジストが、分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、前記ナノクレイ粒子が高いアスペクト比を有するところのナノ複合はんだレジスト層；及び
前記接触表面に取り付けられ且つ電気的に接触されたダイであり、前記ナノ複合はんだレジスト層の開口内に置かれたはんだを用いて取り付けられているダイ；
を有する装置。
【請求項２４】
前記ナノクレイ粒子が約50より大きいアスペクト比を有するところの請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記ナノクレイ粒子が約200より大きいアスペクト比を有するところの請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記ナノクレイ粒子がプレートレット又は紡錘体であるところの請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記ナノ複合材料が25重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
前記ナノ複合材料が10重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ナノ複合材料が5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記ナノ複合材料が0.5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記ナノクレイが自然粘土、合成粘土、修飾フィロケイ酸塩、又はそれらの組み合わせ若しくは混合物を有するところの請求項２３に記載の装置。
【請求項３２】
前記ポリマー接着剤が熱硬化性ポリマーを有するところの請求項２３に記載の装置。
【請求項３３】
前記ポリマー接着剤が光硬化性ポリマーを有するところの請求項２３に記載の装置。
【請求項３４】
前記基板が：
複数の導電層；及び
前記導電層の間に挟まれたナノ複合層間誘電体（ＩＬＤ）層であり、該ナノ複合ＩＬＤ層が、分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、前記ナノクレイ粒子が高いアスペクト比を有するところのナノ複合ＩＬＤ層；
を有するところの請求項２３に記載の装置。
【請求項３５】
複数の導電層を設ける工程；及び
前記導電層の間にナノ複合層間誘電体（ＩＬＤ）を挟むサンドイッチ工程であり、該ナノ複合ＩＬＤ層が、分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、前記ナノクレイ粒子が高いアスペクト比を有するところのサンドイッチ工程；
を有する方法。
【請求項３６】
前記ナノクレイ粒子が約50より大きいアスペクト比を有するところの請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ナノクレイ粒子が約200より大きいアスペクト比を有するところの請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記ナノクレイ粒子がプレートレット又は紡錘体であるところの請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記ナノ複合材料が25重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記ナノ複合材料が10重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記ナノ複合材料が5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記ナノ複合材料が0.5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記ナノクレイが自然粘土、合成粘土、修飾フィロケイ酸塩、又はそれらの組み合わせ若しくは混合物を有するところの請求項３５に記載の方法。
【請求項４４】
前記ポリマー接着剤が熱硬化性ポリマーを有するところの請求項３５に記載の方法。
【請求項４５】
接触表面を有する基板を設ける工程；
前記接触表面にナノ複合はんだレジスト層を置く設置工程であり、該はんだレジストが、分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、前記ナノクレイ粒子が高いアスペクト比を有するところの設置工程；
前記接触表面に電気的に接触するように前記基板にダイを取り付ける取付工程であり、該ダイが前記ナノ複合はんだレジスト層の開口内に置かれたはんだを用いて取り付けられるところの取付工程；
を有する方法。
【請求項４６】
前記ナノクレイ粒子が約50より大きいアスペクト比を有するところの請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記ナノクレイ粒子が約200より大きいアスペクト比を有するところの請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記ナノクレイ粒子がプレートレット又は紡錘体であるところの請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記ナノ複合材料が25重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
前記ナノ複合材料が10重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記ナノ複合材料が5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記ナノ複合材料が0.5重量％未満のナノクレイ粒子を有するところの請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記ナノクレイが自然粘土、合成粘土、修飾フィロケイ酸塩、又はそれらの組み合わせ若しくは混合物を有するところの請求項４５に記載の方法。
【請求項５４】
前記ポリマー接着剤が熱硬化性ポリマーを有するところの請求項４５に記載の方法。
【請求項５５】
前記ポリマー接着剤が光硬化性ポリマーを有するところの請求項４５に記載の方法。
【請求項５６】
前記基板が：
複数の導電層；及び
前記導電層の間に挟まれたナノ複合層間誘電体（ＩＬＤ）層であり、該ナノ複合ＩＬＤ層が、分散された複数のナノクレイ粒子を内部に有するポリマー接着剤を含むナノ複合材料を有し、前記ナノクレイ粒子が高いアスペクト比を有するところのナノ複合ＩＬＤ層；
を有するところの請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して半導体基板及びはんだレジストに関し、より具体的には、他を排するものではないが、ナノ複合はんだレジスト、及びナノ複合層間誘電体を含む基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスは、一般に、ある種の基板に形成、あるいは搭載された様々な電子部品で構成される。とりわけ、基板は部品が搭載されるプラットフォームを提供するとともに、部品間の電気的な接続を提供するものである。
【０００３】
図１は基板100の一例を示している。基板100は複数の導電層102、及び導電層102を分離し、それらを互いに電気的に絶縁する複数の電気的に絶縁性の層間誘電体（inter-layer  dielectric；ＩＬＤ）層104を含んでいる。基板100は、典型的に、要求される電気的相互接続に必要な数の層で基板が作成されるまで、導電層102とＩＬＤ層104とを交互に堆積することによって構築される。ＩＬＤ層104は幾つかの形態の誘電体から成る。ある実施形態では、その材料はある種のポリマー、又はポリマーを基礎とする材料であり、誘電体に選択される特定材料は、要求される誘電率k及び製造上必要な物理特性等の要素に依存する。図１には示されていないが、導電層102及びＩＬＤ層104の双方は内部にビアの開口を有し得る。ビアは導電体で充填されると、例えば、基板内の異なる導電層間の電気的接続及び通信を可能にする。電子パッケージの小型化、及び大電力化要求は、低誘電率のＩＬＤ（すなわち、low-k  ＩＬＤ）の出現と一緒になり、誘電体ビルドアップ層104をかつてないほど高い性能レベルへと推し進めている。
【０００４】
基板100の寿命にわたり、様々な要因が基板又はその個々の層を徐々に劣化させる場合がある。ＩＬＤ層104の性能を劣化させる重大な一要因は、ＩＬＤの誘電体への、あるいはその誘電体中でのイオン及び分子の移動（マイグレーション）である。これらのイオン及び分子は、他を排するものではないが、とりわけ、水、酸素、ハロゲンイオン及び金属イオンである。これらの分子は、矢印106で図示されるように、基板100の外部環境要因に由来するものである。分子及びイオン、特に金属イオン、は導電層102の内部や、矢印108で図示されるように導電層102とＩＬＤ層104との界面にも由来する。最後に、分子及びイオンはＩＬＤ層104自体の内部にも由来し、例えば、ハロゲンイオン及び酸素が“ガス放出”として知られるプロセスによってＩＬＤ材料から放出されることがある。図１では矢印108及び110は一方向のみへの分子やイオンのマイグレーションを例示しているが、分子やイオンは同様に反対方向にもＩＬＤへ、あるいはＩＬＤ中を移動し得る。
【０００５】
図２は電子デバイスの基板への一搭載例200を示している。ダイ202は複数のはんだボール206を用いて基板に取り付けられている。ダイ202を基板に固定することに加え、はんだボール206は下にある基板の導電層212への電気接続をもたらしている。図示された組立体等のような組立体においては、ダイをはんだボール206で取り付ける前に、はんだレジスト層208を基板表面に置くことが一般的である。その名前が示唆するように、はんだレジストの目的ははんだに抵抗することであり、とりわけ、はんだレジストは基板の所望箇所以外にはんだが流入するのを防止し、はんだボールと基板のその他領域との間の電気接続を防止する。はんだレジスト層208は、基板内のＩＬＤ層210のように誘電体でできており、故に、ＩＬＤ層で問題となっているのと同一の分子やイオンのマイグレーション、すなわち、例えば水、酸素、ハロゲンイオン及び金属イオン等のイオンや分子のマイグレーション、による経時劣化が問題となる。ＩＬＤの場合と同様に、ＩＬＤに入り込む、あるいはＩＬＤ中を移動するイオン又は分子は、基板の周囲や隣接層等の外部に由来する場合もあるし、ガス放出等のプロセスによって内部に由来する場合もある。
【０００６】
ＩＬＤ層及びはんだレジスト層中の分子及びイオンマイグレーションを低減するための現在の対策は、例えば、加水分解及び酸化に一層安定なモノマー等を用いることによる、ＩＬＤ又ははんだレジストポリマーの化学修飾（chemical  modification）に集中している。ポリマーを強化し、はんだレジスト層の熱膨張係数（ＣＴＥ）を低下させるために、しばしばシリカが付加される。しかしながら、これらの対策の何れも、材料中のイオン及び分子のマイグレーションを実質的に抑制又は阻止しておらず、従って、これらのイオン及び分子のマイグレーションによって生じる経時劣化に対抗することに殆ど効果がない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ナノ複合誘電体積層材及びナノ複合はんだレジストを含むマイクロエレクトロニクス・パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の非限定的かつ非網羅的な実施形態について図面を参照しながら説明する。図面においては、他に特定されない限り、様々な図面を通して似通った参照符号は似通った部分を参照するものとする。図面は特記されない限り縮尺は一定ではなく、絶対的又は相対的かを問わず、そこに示される構造又はその構成要素の正確な大きさを示すことを意図するものではない。
【０００９】
ここでは、ナノ複合（nanocomposite）誘電体層を含む基板の実施形態、及びナノ複合はんだレジストの実施形態について説明する。以下の記載では、本発明の実施形態の完全な理解を供するために多数の具体的な詳細事項が説明される。しかしながら、本発明はそれら具体的な詳細事項の1つ又は複数を用いずに、あるいは他の方法、構成要素、材料等を用いて実施されてもよいことは当業者に理解されるところである。その他、周知の構造、材料及び操作については、本発明の態様を不明瞭としないため詳細に示したり説明したりはしないこととする。
【００１０】
本明細書を通じて、“一実施形態”への言及は、本発明の少なくとも１つの実施形態に、その実施形態に関連して述べられる特別な機構、構造又は特質が含まれることを意味する。従って、本明細書を通じて様々な箇所で“一実施形態において”又は“一実施形態では”という語句が現れることは、必ずしも全てが同一の実施形態を参照しているわけではない。さらに、特別な機構、構造又は特質は１以上の実施形態において任意の適当な方法で組み合わせられ得る。
【００１１】
図３は、層間誘電体（ＩＬＤ）層又ははんだレジスト層として使用され得るナノ複合材料300を例示している。ナノ複合材料300は、内部に複数のナノクレイ粒子304が埋め込まれたポリマー接着剤302を有する。ナノクレイ粒子304は、例えば、ナノクレイ材料のプレートレット（platelet）又は紡錘体（tactoid）等である。一実施形態では、プレートレット又は紡錘体304は200より大きいアスペクト比（すなわち、プレートレットの直径をその厚さで割った値）を有するが、他の実施形態ではプレートレット304は50という小さいアスペクト比を有し得る。また、プレートレット又は紡錘体は大きい表面積を有することが好ましい。ナノ複合材料はプレートレット粒子のおかげで信頼性性能が改善されており、その改善の全てが、水、酸素、ハロゲンイオン及び金属イオンの拡散プロセスを遅くしていることに由来する。
【００１２】
ナノ複合材料の製造品は、一実施形態では約25重量％未満のナノクレイ・プレートレット粒子を有するが、他の実施形態では約10重量％未満のナノクレイ・プレートレット粒子を有する。さらに他の実施形態では、ナノ複合材料は5重量％未満のプレートレット粒子、又はある場合には0.5重量％未満のプレートレット粒子を含む。好ましくは、ナノクレイ粒子304は、大部分のクレイ粒子が別個のプレートレット、小さい紡錘体、及び紡錘体の約20nm未満の大きさの小さい集合体として存在するように、ポリマー接着剤内に分散されている。個々のプレートレット粒子の均斉がより優れ、かつ紡錘体及び集合体がより少ない複合材料ほど好ましい。ナノ複合材料300のある実施形態では、プレートレット又は紡錘体304はポリマー接着剤内に均一に分布しているが、他の実施形態では、層300の異なる領域では異なる量のプレートレット又は紡錘体を有することが望ましい場合もある。また、図示された実施形態では全てのナノクレイ粒子304が同一の向きを有しているが、他の実施形態ではナノクレイ粒子は異なる向きを有する場合もある。
【００１３】
【表１】
2007532000.tif 000003
ナノ複合材料300に用いられるポリマー接着剤302の組成は、ナノ複合材料300がＩＬＤ層として使用されるのか、はんだレジスト層として使用されるのかに依存することになる。ＩＬＤ層又ははんだレジスト層の何れとして使用されようと、ポリマー接着剤は、その性能要求（例えば、粘性、強度及び硬度等の物理特性、並びに誘電率k等の電気特性）に応じて様々な組成を有することが可能である。表１は、熱硬化性層間誘電体用のポリマー接着剤302の実施形態の組成を表している。なお、接着剤の各構成要素に用いられる厳密な化学物質及び複合物は、当該分野の当業者に知られている。当然ながら、ポリマー接着剤の他の実施形態では、表１に示される構成要素に対して、より多い、より少ない、あるいは異なる構成要素が用いられ得る。例えば、ポリエステル、ポリエーテル・エステル、ポリアミド、ポリエステル・アミド、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテル・イミド、ポリ尿素、ポリアミド・イミド、ポリフェニレン・オキサイド、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、ポリアクリル酸塩、ポリスチレン、ポリエチレン・コビニル・アルコール（ＥＶＯＨ）等又はこれらの結合及び混合物等の、その他のポリマー樹脂が用いられ得る。ここに列挙されていない他のポリマー及びそれらの結合又は混合物も用いられ得る。
【００１４】
【表２】
2007532000.tif 000004
表２は、熱硬化性はんだレジスト層用のポリマー接着剤302の実施形態の組成を表している。なお、接着剤の各構成要素に用いられる厳密な化学物質及び複合物は、当該分野の当業者に知られている。当然ながら、接着剤の他の実施形態では、より多い、より少ない、あるいは異なる構成要素が用いられ得る。例えば、表１に関連して上述されたように、エポキシ樹脂に加えてその他のポリマー樹脂が用いられ得る。
【００１５】
【表３】
2007532000.tif 000005
表３は、光硬化性はんだレジスト層用のポリマー接着剤の実施形態の組成を表している。なお、接着剤の各構成要素に用いられる厳密な化学物質及び複合物は、当該分野の当業者に知られている。当然ながら、接着剤の他の実施形態では、より多い、より少ない、あるいは異なる構成要素が用いられ得る。例えば、表１に関連して上述されたように、アクリル酸塩に加えてその他のポリマー樹脂が用いられ得る。
【００１６】
図４Ａ及び４Ｂは、ナノクレイ粒子304を得るのに適し、ナノ複合材料を得るためにポリマー接着剤302と混合されるクレイ材料の構造を例示している。図４Ａは、ともにカードのように近接して積層された個々のプレートレット402の集塊を有する紡錘体400を示している。個々のプレートレット402は、好ましくは、約2nm未満の厚さと約10nmより大きい直径を有する。この直径は典型的には約10nmと約3000nmとの間である。図示されるプレートレット構造を有することに加え、典型的に、層状クレイ材料は、鉱物のグラム当たりのミリグラム当量（meq/g）で約0.3から約3.0の陽イオン交換容量を有する膨潤性のない流動粉体である。好ましくは、陽イオン交換容量は約0.90meq/gから約1.5meq/gである。図４Bは、紡錘体400から剥離された滑石（talc）プレートレット402の化学組成及び構造を例示している。
【００１７】
本発明の様々な実施形態で有用なクレイ材料は、自然粘土、合成粘土、及び修飾フィロケイ酸塩を含む。自然粘土は、例えば、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、雲母、蛭石、ベントナイト、ノントロナイト、バイデライト、ボルコンスコイト、マガダイト、ケニヤイト等のスメクタイト粘土を含む。合成粘土は合成雲母、合成サポナイト、合成ヘクトライト等を含む。ここに列挙されていない他のクレイ材料及びその組み合わせ又は混合物が可能であるように、これらのクレイ材料の組み合わせ又は混合物も用いられ得る。
【００１８】
いったん適当なポリマー接着剤とナノクレイ材料が選定されると、ナノ複合ＩＬＤ又ははんだレジストを作成するために、それらは結合されなければならない。一実施形態では、選定されたナノクレイからポリマー接着剤の中へプレートレット又は紡錘体を剥離することによって、ポリマー接着剤及びナノクレイが結合される。ポリマー接着剤及びナノクレイが混合されてナノ複合ＩＬＤ層又ははんだレジスト層を形成可能になるまで、クレイ材料の粒子サイズが既知の方法によって小さくされる。この既知の方法には、これらに限られないが、研削（グラインディング）、粉砕、ハンマー・ミリング、ジェット・ミリング及びそれらの組み合わせが含まれる。平均粒子サイズは、好ましくは直径100μm未満、より好ましくは直径50μm未満、そして最も好ましくは直径20μm未満である。
【００１９】
粒子サイズが小さくされた後、複合材料内の剥離を助けるため、且つ／或いはポリマー接着剤とクレイとの界面の強度を向上するため、ナノクレイはさらに処理されてもよい。有用な処理の例として、水溶性若しくは不水溶性のポリマー、有機試薬若しくはモノマー、シラン化合物、金属若しくは有機金属、及び／又はそれらを組み合わせたものの挿入（インターカレーション）が挙げられる。このインターカレーションは、隣接するプレートレット及び紡錘体間に間隔を設けている中間層を増すことによって、材料からの個々のプレートレットの剥離を容易にするため、層状材料の隣接するプレートレット粒子又は紡錘体間にインターカラントを化学的に挿入することを伴う。なお、一実施形態におけるインターカラントは有機陽イオンである。本発明の一実施形態では、挿入された層状のクレイ材料は、部分的又は完全な陽イオン交換を生じさせる膨潤性の層状クレイの１つ又は複数の有機陽イオン、好ましくはアンモニウム化合物、との反応によって準備される。層状クレイを有機陽イオンで修飾する方法は数多く知られており、本発明の実施にはそれらの何れが用いられてもよい。本発明の一実施形態は、撹拌の下で有機陽イオン塩を加えながら層状クレイ又はクレイの混合物を温水（50から80℃）に分散させ、その後、有機陽イオンがクレイ材料層間のギャラリー内に存在する金属陽イオンの大部分と交換するに十分な時間で混合するプロセスにより、層状クレイを有機陽イオン塩で有機修飾するものである。そして、有機的に修飾された層状クレイ材料が、ろ過、遠心分離、噴霧乾燥及びそれらの組み合わせを含む技術的に既知の方法によって分離される。
【００２０】
ナノクレイ材料は、剥離の準備がなされた後、ナノ複合材料300を形成するためにポリマー接着剤と混合されなければならない。一実施形態では、ポリマー接着剤及び層状クレイ材料の混合物の融解プロセスによって、層状クレイ材料の混合物がポリマー接着剤に組み込まれる。他の実施形態では、技術的に既知のその他の方法が混合に用いられ得る。ナノ複合材料300は混合された後、技術的に知られた多様な方法により、フィルムに成形される、あるいは場合に応じて、ＩＬＤ層又ははんだレジスト層に形成される。
【００２１】
図５は、ナノ複合ＩＬＤ層504で分離された複数の導電層502を含む基板500の実施形態を例示している。基板100（図１参照）と同様に、ナノ複合材料層504は導電層502を分離するとともに、それらを互いに電気的に絶縁している。基板100とは異なり、ナノ複合ＩＬＤ層504内のプレートレット又は紡錘体がＩＬＤ層への、あるいはＩＬＤ層中の分子及びイオンのマイグレーションを遅く、或いは防止し、それにより、これらの分子及びイオンのマイグレーションが基板に及ぼす厄介な経時影響を遅く、或いは防止している。最終的に、より堅牢で高性能なＩＬＤ層、及びより堅牢なパッケージが得られる。
【００２２】
図６は、電子デバイスを基板に取り付けた実施形態600を例示している。ダイ602が基板604に複数のはんだボール606を用いて取り付けられている。ダイ602を基板に固定することに加え、はんだボール606は下にある基板の導電層612への電気接続をもたらしている。ダイ602をはんだボール606で取り付ける前に、ナノ複合はんだレジスト層608の層が基板表面に設けられる。はんだレジスト層208（図２参照）とは対照的に、この実施形態のはんだレジスト層608は、分子及びイオンのマイグレーション並びにそれらによる不利な結果を遅く、或いは停止するするナノ複合材料である。最終的に、より堅牢で高性能なはんだレジスト層、及びより堅牢なパッケージが得られる。
【００２３】
図７は、電子部品を基板に取り付けた他の実施形態700を例示している。図7に示される実施形態700は図６に示される実施形態600と似ており、主な相違は図７に示される実施形態700はナノ複合ＩＬＤ層を有する基板とナノ複合はんだレジスト層との双方を含んでいることである。ナノ複合ＩＬＤ層及びナノ複合はんだレジスト層の使用は互いに相容れないものではなく、双方が単一の組立体又はデバイス内にて用いられ得る。
【００２４】
本発明の例示された実施形態についての上述の記載は排他的なものではなく、本発明を開示されたままの形態に限定するものでもない。本発明の具体的な実施形態、及び本発明の実施例が例示目的のためここに説明されているが、本発明の範囲内で様々な均等な変更が可能なことは当業者に認識されるとおりである。本発明にこれらの変更を施すことは、上述の詳細な説明に照らし合わせて可能にされるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】基板の実施形態の側面図である。
【図２】図１に示されるような基板に搭載されたダイの実施形態の側面図である。
【図３】図１に示されるような基板の実施形態、又は図２に示されるようなはんだレジスト層の実施形態における層間誘電体（ＩＬＤ）として使用可能なナノ複合誘電体の実施形態の側面図である。
【図４Ａ】ナノクレイ内の紡錘体構造の実施形態の拡大側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示される紡錘体構造内のプレートレットの化学組成を例示する図である。
【図５】図３に示されるナノ複合層間誘電体（ＩＬＤ）を含む基板の実施形態の側面図である。
【図６】図３に示されるナノ複合はんだレジスト層を用いて図１に示されるような基板に搭載されたダイの実施形態の側面図である。
【図７】図３に示されるナノ複合層間誘電体（ＩＬＤ）及びナノ複合はんだレジスト層を用いて図１に示されるような基板に搭載されたダイの実施形態の側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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