(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子パッケージであって、
第１面と第２面とを有し、複数の相互接続パッドを形成するようにパターニングされる導電トレース層と、
該導電トレース層の該第１面に取付けられる誘電体層と、
第１導電層と、第２導電層と、該第１導電層と該第２導電層との間に配置される誘電体材料の層と、を有し、該第１導電層が該導電トレース層の該第２面に取付けられるコンデンサと、
該コンデンサの該第１導電層と該誘電体材料層とを通って延在する開口を形成する複数の相互接続領域と、
該コンデンサの該導電層の各々を対応する複数の該相互接続パッドに接続する、該相互接続領域の開口内の相互接続部材であって、該コンデンサの該第１導電層が第１の複数の該相互接続パッドに電気的に接続され、該コンデンサの該第２導電層が第２の複数の該相互接続パッドに電気的に接続される、相互接続部材と、
を具備することを特徴とする電子パッケージ。
【請求項２】
前記コンデンサの前記第２導電層を支持する電気的導電補強部材と、前記誘電体層、前記導電トレース層および該コンデンサを通って延在するデバイス収容領域と、をさらに具備し、該補強部材の該デバイス収容領域に取付けられる電子機器をさらに具備することを特徴とする、請求項１記載の電子パッケージ。
【請求項３】
前記コンデンサの前記誘電体材料が、５μｍから３０μｍまでの厚さを有することを特徴とする、請求項１又は２のいずれか１項に記載の電子パッケージ。
【請求項４】
前記誘電体材料が、高誘電率粒子と混合された非導電重合体から作製され、該高誘電率粒子が、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、酸化チタン、チタン酸ジルコン鉛および酸化タンタルからなるグループから選択された材料から形成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子パッケージ。
【請求項５】
電子パッケージであって、
第１面と第２面とを有し、複数の相互接続パッドを形成するようにパターニングされた導電トレース層と、
該導電トレース層の該第１面に取付けられたフレキシブル誘電体層と、
第１導電層と、第２導電層と、該第１導電層と該第２導電層との間に配置された誘電体材料の層と、を有し、該第１導電層が該導電トレース層の該第２面に取付けられるフレキシブルコンデンサと、
該コンデンサの該第１導電層と該誘電体材料層とを通って延在する複数の開口を形成する相互接続領域と、
該コンデンサの該導電層の各々を対応する複数の該相互接続パッドに接続する、該相互接続領域の開口内の相互接続部材であって、該コンデンサの該第１導電層が第１の複数の該相互接続パッドに電気的に接続され、該コンデンサの該第２導電層が第２の複数の該相互接続パッドに電気的に接続される、相互接続部材と、
該コンデンサの該第２導電層に隣接して取付けられる補強部材と、
該誘電体層、該導電トレース層および該コンデンサを通って形成されるデバイス収容領域と、
を具備することを特徴とする電子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本明細書に開示されている本発明は、概して電子パッケージに関し、特にコンデンサが集積された電子パッケージに関する。
【０００２】
電子パッケージは、マイクロプロセッサ、ビデオコントローラおよびメモリ等の電子機器の取付けおよび取扱いを容易にする。テープボールグリッドアレイパッケージ（以下、ＴＢＧＡパッケージと呼ぶ）は、フレキシブル回路テクノロジのファインライン能力を利用し、他の多くのタイプの電子パッケージ構造と比較した場合に、優れた配線密度とワイヤボンドはんだパッド密度とを提供する。しかしながら、現行のＴＢＧＡパッケージでは単層アーキテクチャであるため、多層プラスチックおよびセラミックボールグリッドアレイパッケージと比較した場合、電源および接地の分配能力が制限される。
【０００３】
電子パッケージの個々の電気機器からのシステムレベル電源をデカップリングするために、コンデンサが使用される。電子機器を電源からデカップリングすることにより、電子パッケージの電源分配網におけるノイズ全体が低減される。しかしながら、高速電子機器に関連する速度および電流の増大により、これらのタイプのコンデンサに関連するインダクタンスがそれらの高速での動作を抑制するため、従来のコンデンサ構造は、適当な性能を提供しない。電子パッケージの相互接続インダクタンスは、コンデンサへのおよびコンデンサからの電流の高速伝達を妨げることにより、コンデンサを抑制（ｃｈｏｋｅ）する。
【０００４】
コンデンサを電子パッケージに直接組込むことにより、相互接続インダクタンスが非常に低い著しいデカップリング静電容量が提供される。さらに、コンデンサの電極は、電子パッケージ内に優れた電源分配を提供するパッケージの基準電圧面としての役割を果たすことができる。この方法は、電子パッケージ内の電子機器の非常に高速な動作を容易にする。
【０００５】
米国特許第４，９４５，３９９号は、集積され分散されたコンデンサを有するピングリッドアレイパッケージを開示している。そのパッケージは、２つの金属層とその間の誘電体層とを有する回路を含む。金属層のうちの第１層は、信号トレースと電極とを含む。金属層のうちの第２層は、第２電極としての役割を果たす。コンデンサは、第１および第２金属層の電極がオーバラップする領域に形成される。ピンは、電極を含む、回路の種々の層を通って延在する開口内に配置される。回路の第１金属層の領域は、信号経路指定領域と電極領域とに分割され、コンデンサの静電容量が制限される。この構造のピングリッドアレイパッケージは、製造が高価である。また、ピンが電極層に侵入するため、このタイプの構造は、所与のサイズのパッケージに対する利用可能な静電容量を低減する。
【０００６】
Ｌａｕｆｆｅｒ等に付与された米国特許第５，０２７，２５３号は、薄膜コンデンサが組込まれた多層回路パッケージを開示している。そのパッケージは、少なくとも２つの信号コアを有し、それらコアの各々がコンデンサの対応する電極に相互接続されている。このように、信号コアは、互いに容量結合されている。この参照文献に開示されているコンデンサ構造は、電子パッケージにおいて電源を半導体デバイスからデカップリングすることについて対応していない。さらに、コンデンサと半導体デバイスとの間に接地コアがあるため、半導体デバイスを電極に接続するために、電源コアを通って延在する実質的に長い導電リード線と導電スルーホールとが必要である。これらリード線が長くなることによってインダクタンスが増大し、それによってコンデンサが提供する電気的性能の向上が低減する。
【０００７】
電子パッケージの電気特性を制御する要求は、電子機器の動作スピードが増大するにしたがってより重大になってきている。電子パッケージが電子機器の所望の電流要求を満たすことができないことにより、電子パッケージ内に電圧降下に関連するノイズがもたらされる。従来の電子パッケージ構成において電源および接地分配を改善するために、電子パッケージにおいてコンデンサを使用することは、本技術分野において周知である。しかしながら、電子パッケージにおいてノイズを低減するためにコンデンサを使用する従来の解決法と従来のコンデンサ設計とからは、電子パッケージにおいて高速電子機器と共に使用するためには限られた成果しか提供されなかった。また、従来の解決法は、ＴＢＧＡキャビティダウンワイヤボンド電子パッケージにおいて低インピーダンス電源分配構造を費用効率よく提供することができるという点では限界がある。
【０００８】
したがって、必要なことは、上記解決法の欠点を克服する電子パッケージの高速デバイスのための経済的かつ汎用性のあるノイズ低減解決法を提供する回路アセンブリ構造である。
【０００９】
要約
本発明は、概して、電子パッケージにおけるインピーダンスを制御する回路アセンブリ構成を提供する。大規模の平行板コンデンサは、誘電体材料によって分離された２つの電極を有する。電極は、電子パッケージのための基準電圧面としての役割を果たす。電極のうちの少なくとも１つは、両電極がコンデンサの共通面からアクセス可能であるようにパターニングされる。コンデンサは、第１の電極が電子パッケージの相互接続回路部分に隣接して取付けられるように配置される。電子パッケージの電子機器部分は、コンデンサの電極のうちの１つ以上に直接または間接的に、電気的に接続される。
【００１０】
２つの電極のうちの一方のみがパターニングされることが好ましい。また、パターニングされた電極のサイズおよび構成により、コンデンサの実効静電容量の低減が最小限になり、かつ、回路の導電トレース層と２つの電極のうちの第２電極との間の相互接続距離が短縮されることもまた好ましい。短い相互接続距離を維持することにより、関連するインダクタンスが低減される。
【００１１】
コンデンサは、好ましくは薄膜平行板タイプのコンデンサである。コンデンサの好ましい誘電体材料には、チタン酸バリウムと、チタン酸ストロンチウムと、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、酸化チタン、チタン酸ジルコン鉛および酸化タンタル等の高誘電率粒子と混合された重合体と、が含まれる。一般的な薄膜平行板コンデンサの静電容量は、約１ｎＦ／ｃｍ２から約１００ｎＦ／ｃｍ２である。
【００１２】
相互接続回路は、好ましくは、フレキシブル誘電体基板層を有するテープボールグリッドアレイ回路である。相互接続回路のための好ましい誘電体基板には、ポリイミドとポリエステルフィルムが含まれる。
【００１３】
本発明の一実施形態では、電子パッケージは、第１面と第２面とを有する導電トレース層を有する。導電トレース層は、複数の相互接続パッドを画定するようにパターニングされる。導電トレース層の第１面には、誘電体基板が取付けられる。第１導電層と、第２導電層と、それらの間に配置される誘電体材料の層と、を有するコンデンサが、第１導電層が導電トレース層の第２面に隣接するように取付けられる。コンデンサの第１導電層と誘電体材料層とを通って、複数の相互接続領域が延在する。コンデンサの導電層の各々と相互接続パッドの対応するセットとの間に、相互接続部材が接続される。コンデンサの第１導電層は、相互接続パッドの第１セットに電気的に接続され、コンデンサの第２導電層は、相互接続パッドの第２セットに電気的に接続される。相互接続パッドの第２セットに対応する相互接続部材は、相互接続領域のうちの１つを通って延在する。
【００１４】
本発明の他の実施形態は、第１面と第２面とを有する導電トレース層を備えた電子パッケージを提供する。導電トレース層は、複数の相互接続パッドを画定するようにパターニングされる。導電トレース層の第１面には、フレキシブル誘電体基板が取付けられる。第１導電層と、第２導電層と、それらの間に配置された誘電体材料の層と、を有するフレキシブルコンデンサが、第１導電層が導電トレース層の第２面に隣接するように取付けられる。コンデンサの第１導電層と誘電体材料層とを通って、複数の相互接続領域が延在する。コンデンサの導電層の各々と相互接続パッドの対応するセットとの間に、相互接続部材が接続される。コンデンサの第１導電層は、相互接続パッドの第１セットに電気的に接続され、コンデンサの第２導電層は、相互接続パッドの第２セットに電気的に接続される。相互接続パッドの第２セットに対応する相互接続部材は、相互接続領域のうちの１つを通って延在する。
【００１５】
相互接続パッドの各々に隣接する誘電体基板を通って、孔が延在する。コンデンサの第２導電層に隣接して、補強部材が取付けられる。誘電体基板、導電トレース層およびコンデンサを通って、機器収容領域が形成される。
【００１６】
本発明のさらなる実施形態は、電子パッケージにおけるインピーダンスを低減する方法を提供する。本方法は、複数の相互接続パッドを画定するようにパターニングされた導電トレース層と、導電トレース層の第１面に取付けられた誘電体基板と、を有する相互接続回路を形成することを含む。第１導電層と、第２導電層と、第１導電層と第２導電層との間に配置される誘電体材料の層と、を有するコンデンサが形成される。コンデンサの第１導電層と誘電体材料の層とを通って複数の開口が形成されることにより、複数の相互接続領域が画定される。コンデンサは、その第１導電層が導電トレース層の第２面に隣接するように、相互接続回路に取付けられる。コンデンサの第１導電層は、相互接続パッドの第１セットに電気的に接続され、コンデンサの第２導電層は、相互接続パッドの第２セットに電気的に接続される。
【００１７】
以下の用語は、本明細書で使用される場合は以下の意味を有する。
１．「大規模コンデンサ」という用語は、導電トレース層の領域のかなりの部分を囲むコンデンサを言う。
２．「薄膜コンデンサ」という用語は、１００ミクロン未満の厚さを有する電極と２０ミクロン以下の厚さを有する誘電体層とを有するコンデンサを言う。
３．「相互接続回路」という用語は、電子機器の電源、接地および／または情報信号を電子システムまたは装置の次のレベルのパッケージングに経路指定する回路を言う。
４．「相互接続インダクタンス」という用語は、相互接続構造のタイプと、相互接続回路と電子パッケージ内の電子機器との間の相互接続構造の長さと、に関連するインダクタンスを言う。
５．「相互接続領域」という用語は、コンデンサの第１導電層と誘電体層とを通って形成された開口を言う。コンデンサのはんだボールパッドと第２導電層との間の電気接続等の複数の電気的相互接続は、相互接続領域を通して行うことができる。
【００１８】
図面の詳細な説明
図１および図２に、本発明による大規模コンデンサ１０の実施形態を示す。上に定義したように、コンデンサ１０は、好ましくは薄膜、平行板コンデンサである。コンデンサ１０は、第１導電層１１と、第２導電層１２と、第１導電層１１と第２導電層１２との間に配置された誘電体層１３（図２）と、を有する。誘電体層１３は、０．５μｍから３０μｍまでの厚さを有する。
【００１９】
第１導電層１１と誘電体層１３とは、複数の第１電極１４を画定するようにパターニングされる。第１導電層１１と誘電体層１３とのパターニングは、複数の第１相互接続領域１７と第２相互接続領域１８とを画定する。他の実施形態では、第１導電層１１は、第１電極１４の各々が、隣接する電極１４間に形成された導電ストリップによって各隣接する第１電極１４に電気的に接続されるように、パターニングされてよい。第２導電層１２は、好ましくは、パターニングされず、第２電極１６を画定する。第１導電層１１、第２導電層１２および誘電体層１３を通して、デバイス収容領域２０が形成される。第１相互接続領域１７の各々は、２つの隣接する第１電極１４間に配置され、第２相互接続領域１８は、デバイス収容領域２０の周縁部の周りに延在する。
【００２０】
コンデンサ１０の共通面からの第２電極１６と第１電極１４とへのアクセスを可能にするように、第１導電層１１と誘電体層１３とがパターニングされている、ということが本発明の重要な態様である。第１電極１４のパターニングされた部分のサイズを限定し位置を制御することによって、コンデンサ１０の実効静電容量の低減を最小限にすることができる。第１導電層１１と誘電体層１３とは、エッチングまたはレーザアブレーション等の既知のプロセスを使用することによってパターニングされてよい。デバイス収容領域２０は、押抜き、レーザ切断等の周知のプロセスによって形成されてよい。
【００２１】
図３に、ｔＢＧＡキャビティダウンワイヤボンドパッケージ等の電子パッケージ２１の実施形態を示す。電子パッケージ２１は、第１面２４ａに誘電体基板２６が取付けられた導電トレース層２４を含む、フレキシブル相互接続回路２２を提供する。上述したコンデンサ１０を導電トレース層２４の第２面２４ｂに取付けるために、第１接着層２８が使用される。第１接着層２８は、電気的絶縁接着剤から作製される。補強部材３２をコンデンサ１０に取付けるために、第２接着層３０が使用される。マイクロプロセッサ等の電子機器３６を補強部材３２に取付けるために、第３接着層３３が使用される。補強部材３２と第２電極１６とを同じ電圧で維持することが望ましい場合、第２接着層３０は、電気的導電接着材料から作製されてよい。補強部材３２と第２電極１６とを異なる電圧で維持することが望ましい場合、第２接着層３０は、非導電接着材料から作製されてよい。第３接着層３３は、静電放電による電子機器３６の損傷を予防するのを補助するために、導電材料から作製されてよい。
【００２２】
フレキシブル相互接続回路２２の導電トレース層２４は、一般に、フレキシブル相互接続回路２２を通して電源および信号を経路指定する複数のトレース３４を有するようにパターニングされる。電子機器３６は、複数のワイヤボンディングパッド３６ａを有する。各トレース３４は、ワイヤボンドパッド等のボンディングパッド３４ａと、はんだボールパッド等の相互接続パッド３４ｂと、を有する。ワイヤ３８は、各ボンディングパッド３４ａと電子機器３６のボンディングパッド３６ａのうちの対応する１つとの間に接続される。
【００２３】
第１電極１４と第２電極１６との各々は、はんだプラグ等、夫々の相互接続部材４２によりトレース３４のうちの対応する１つに接続される。各相互接続部材４２は、夫々のトレース３４とコンデンサ１０の電極１４、１６のうちの対応する１つとの間の第１接着層２８を通って延在する。第２電極１６と対応するトレースとの間に接続される各相互接続部材４２は、第１または第２相互接続領域１７、１８に配置される。コンデンサ１０のパターニングされた構成は、第２電極１６と対応する１つまたは複数のトレース３４との間の短い電気経路を提供し、それによって電子パッケージ２１によって示されるインピーダンスが低減する。各相互接続部材４２が、およそ９０％の錫とおよそ１０％の鉛とを含むはんだ等の高溶解温度はんだから作製されることが好ましい。
【００２４】
第１接着層２８と第２接着層３０とに対して適当な非導電接着剤は、ＤｕＰｏｎｔにより商品名ＫＪで販売されているポリイミドベースの接着フィルムであることが分かった。誘電体基板２６に対して適当な材料は、ＤｕＰｏｎｔにより商品名ＫＡＰＴＯＮＥで販売されているもの等のポリイミドフィルムであることが分かった。種々の導電接着剤が購入可能である。上に詳述した材料が適当であるが、種々の誘電体基板および接着層に対して適当な他の多くの材料が購入可能であるということが予期される。
【００２５】
ここで図３と図４とを参照すると、相互接続パッド３４ｂの第１セットは、第１相互接続領域１７と位置合せされる。相互接続パッド３４ｂの第２セットは、第１電極１４のうちの１つと位置合せされる。相対的に短い相互接続長を提供するために、第１電極１４と第２電極１６とが対応する相互接続パッド３４ｂに対し近接していることが好ましく、それによってインダクタンスの低減が助長される。相互接続パッド３４ｂの第１および第２セットは、基準電圧を電子機器３６に経路指定するように設計される。相互接続パッド３４ｂの第３セットは、電子機器３６との間で信号を経路指定するように設計されており、電極１４、１６またはコンデンサ１０の相互接続領域１７、１８に対する配置に対して限定されない。
【００２６】
図５に、コンデンサ１１０を含む電子パッケージ１２１の他の実施形態を示す。コンデンサ１１０は、第１電極１１４と第２電極１１６とを有する。電子パッケージ１２１は、複数のワイヤ１３８によって第１電極１１４と第２電極１１６とに直接電気的に接続される複数のボンディングパッド１３６ａを有する電子機器１３６を有する。第１電極１１４は、第２電極１１６とは異なる電圧で維持される。この構成では、第１および第２電極１１４、１１６は、電子機器１３６に対する基準電圧面としての役割を果たす。
【００２７】
図６に、コンデンサ２１０を有する電子パッケージ２２１のさらなる実施形態を示す。コンデンサ２１０は、第１電極２１４と第２電極２１６とを有する。この実施形態では、第２電極２１６は、導電接着層２３０によって補強部材２３２に電気的に接続される。電子パッケージ２２１は、複数のワイヤ２３８によって第１電極２１４と補強部材２３２とに直接電気的に接続される複数のボンディングパッド２３６ａを有する電子機器２３６を有する。第１電極２１４は、第２電極２１６および補強部材２３２とは異なる電圧で維持される。この構成では、第１電極２１４と補強部材２３２とは、電子機器２３６に対する基準電圧面としての役割を果たす。
【００２８】
コンデンサの静電容量を、コンデンサに取付けられた電子機器の周波数、電圧および電流仕様と一致させる必要がある。さらに、本発明による電子パッケージは、電子機器に十分な電流を供給するために十分高い静電容量を有するコンデンサを有していなければならない。コンデンサの静電容量は、電極のオーバラップ領域、誘電体材料の厚さおよび誘電体材料の誘電率等の変化するものによって影響を受ける。これら属性は、所与の電子機器およびパッケージ構造に対して所望の静電容量を提供するように調整することができる。
【００２９】
本発明にしたがって構成された電子パッケージは、高度に制御された静電結合を示す。高度に制御された静電結合により、電源および接地相互接続の割当が、電気的性能の喪失がごくわずかで、他の設計要件でなく第１電極のパターニングに基づくことが可能となる。
【００３０】
本発明によるＴＢＧＡキャビティダウン電子パッケージにおいて、コンデンサは、相互接続回路とスチフナとの間に配置される。この構成では、コンデンサの電極と誘電体材料とは、電子機器から基板レベルの相互接続コンポーネントに電気的相互接続を経路指定するために必要なスルーホールによって中断されない。電極および誘電体層におけるこれらのタイプの断絶を無くすことにより、コンデンサの実効静電容量が増大する。
【００３１】
本発明による電子パッケージは、最終用途での適用においていくつかの利点を提供するいくつかの特徴を有する。コンデンサの実効面積は、導電層のうちの１つのみをパターニングすることによって最大化される。静電容量は、両電極の共通面積に対して直接比例し、それによって、コンデンサの実効面積を最大化することにより静電容量の最大化が助長される。電極間の高度に制御された静電結合により、パッケージにおける電源および接地分配のインピーダンスが低減する。電子機器との間の戻り電流は、コンデンサの導電層の両方で伝わることが可能である。電極は、基準電圧面としての役割を果たすことにより、電子パッケージに対する電源分配を提供するために使用されてよい。電子機器の電源および接地入力は、相互接続回路のトレース層を通すのではなくコンデンサの対応する電極に直接相互接続されてよい。本明細書で開示した構成を有し本明細書で開示した方法で接続されたコンデンサを採用する電子パッケージは、優れた相互接続インピーダンス特性を示し、パッケージのノイズを低減する。
【００３２】
コンデンサ製作プロセスの詳細な説明
表面に有機防食剤（例えば、ベンゾトリアゾール誘導体）および圧延プロセスからの残油等の材料が存在する場合がある銅箔かまたは他の導電基板は、好ましくは１００ミクロン未満の厚さを有する。例えば、誘電体層と銅箔の層との間の十分な接着を確実にするために、銅箔には表面処理が施される。例えば、箔をアルゴン・酸素プラズマ、気中コロナで処理することにより、除去を行うことができ、あるいは、本技術分野においてよく理解されているように、湿式化学処理を使用することが可能である。箔の両側に接着している微粒子は、例えば、Ｗｅｂ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．から商品名「Ｕｌｔｒａｃｌｅａｎｅｒ」で購入可能な超音波／真空繊維洗浄装置を使用して除去することができる。好ましくは、銅箔は、この表面処理ステップ中に引掻かれ、凹まされ、または曲げられることがない。それは、かかる表面の凹凸がコーティングの問題および／または欠陥をもたらす可能性があるためである。均一でないコーティングは、コンデンサの静電容量に悪影響を及ぼす可能性があり、導電層間に短絡をもたらす可能性がある。
【００３３】
誘電体材料の混合物は、任意にチタン酸バリウム等の誘電性または絶縁性粒子を含む、および任意にエポキシ用の触媒を含む、エポキシ等の樹脂を提供することによって作成されてよい。粒子上の吸収された水または残留物、例えば製造プロセスからもたらされる炭酸塩は、ある時間特定の温度で、例えば１５時間３５０℃で空気中の粒子を加熱することによって、使用する前に粒子の表面から除去することができる。加熱後、粒子は、混合物で使用する前にデシケータに保管されてよい。
【００３４】
チタン酸バリウム粒子とエポキシとの混合物は、チタン酸バリウムと、エポキシ、例えばケトンの溶剤溶液と、分散剤と、を混合することによって作成されてよい。一般に、水／氷容器を備えた高せん断力のロータ・ステータミキサ（６０００ｒｐｍ）が使用される。従来からのボールミリングも他の例示的な方法である。混合物は、乱されることなく置かれることが可能であり、そのため凝集物はコンテナの底部に沈殿することが可能である。沈殿は、約１２時間以上続くことが可能である。代替的に、混合物は、例えば最終濾過ステップで使用されるメッシュサイズの約１０倍のメッシュサイズを有する粗フィルタを通して濾過することができる。最終濾過ステップとして、混合物はその後、例えば、２マイクロメータ（μｍ）から５μｍのメッシュサイズを有するステンレス鋼メッシュフィルタかまたは等価物を通して濾過される。濾過された混合物は、固体含有量およびチタン酸バリウム／エポキシ比について分析される。所望の合成物は、必要に応じて追加の濾過された溶剤および／またはエポキシを加えることによって得られる。混合物は、溶剤系でコーティングされてよく、あるいは、有機結合剤がコーティングを可能にするため十分低い粘度を有する液体である場合は、溶剤は省略されてよい。
【００３５】
混合物は、分散剤、電気的絶縁層が望ましい場合は好ましくはアニオン分散剤等の添加剤と、溶剤と、を含んでよい。分散剤の例には、ＩＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａｓから商品名「Ｈｙｐｅｒｍｅｅｒ  ＰＳ３」で購入可能なポリエステルとポリアミンとの重合体が含まれる。溶剤の例には、メチルエチルケトンとメチルイソブチルケトンとが含まれ、それらは共に、ウィスコンシン州、ＭｉｌｗａｕｋｅｅのＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから購入可能である。好ましいシステムでは、他の添加剤は必要でないが、粘度を変更するためかまたはレベルコーティングをもたらすための物質等、追加の成分を使用することが可能である。
【００３６】
混合物に、触媒または硬化剤を加えてよい。触媒または硬化剤が使用される場合、その触媒または硬化剤は、コーティングステップの前に加えることができる。好ましくは、触媒または硬化剤は、コーティングステップの直前に加えられる。
【００３７】
有用な触媒には、アミンおよびイミダゾールが含まれる。塩基性表面を有する、すなわち７より大きいｐＨを有する粒子が無い場合、例示的な触媒は、スルホニウム塩等、酸性種をもたらす、すなわち７未満のｐＨを有するものを含むことができる。購入可能な触媒は、ウィスコンシン州ＭｉｌｗａｕｋｅｅのＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから購入可能な２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールである。一般に、触媒は、樹脂の重量に基づいて、０．５から８重量％、好ましくは０．５％から１．５％、好ましくは０．５％から１％であるの範囲の量で使用され、。
【００３８】
例示的な硬化剤には、ポリアミン、ポリアミド、ポリフェノールおよびそれらの誘導体が含まれる。購入可能な硬化剤は、デラウェア州、ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  Ｃｏｍｐａｎｙから購入可能な１，３−フェニレンジアミンである。一般に、硬化剤は、樹脂の重量に基づいて、１０から１００重量％、好ましくは１０から５０重量％の範囲の量で使用される。
【００３９】
洗浄された銅箔は、あらゆる適当な方法、例えばコーティングされた基板を形成するグラビアコータを使用して、混合物によってコーティングされる。好ましくは、コーティングステップは、汚染を最小限にするためにクリーンルームで行われる。乾燥厚さは、混合物の固体含有量と、グラビアロールとコーティング基板との相対速度と、使用されるグラビアのセル容積と、によって決まる。一般に、０．５μｍから２μｍまでの範囲の乾燥厚さに達するために、固体含有量は、２０から６０重量％の範囲である。コーティングは、約１００℃未満の平均温度でコータのオーブンにおいて、半硬化乾燥状態になるまで乾燥される。好ましくは、コーティングは、約３０℃の温度で開始し約１００℃の温度で終了して段階的に乾燥され、その後、ロールに巻回される。より高い最終乾燥温度、例えば約２００℃までを使用することができるが、必要ではない。概して、乾燥ステップ中に、非常にわずかな架橋結合が発生する。すなわち、その目的は、本来、可能な限り多くの溶剤を除去することである。残された溶剤により、コーティングがロールに格納された時のブロッキング（すなわち、望ましくない層間接着）と不十分な接着とがもたらされる可能性がある。混合物が乾燥すると、コーティングは、誘電体層が形成された導電基板を有する。
【００４０】
欠陥を避けるための技術には、コーティング混合物のインライン式の濾過と脱気とが含まれる。さらに、硬化を必要とする樹脂が使用される場合、電気的絶縁または電気的導電層の少なくとも一方が、電気的絶縁層でコーティングされた２つの基板を貼合する前に、好ましくは空気中で部分的に硬化されることが好ましい。特に、基板の接着は、貼合の前にコーティングを熱処理することによって強化されてよい。熱処理の時間は、特に高温で、好ましくは短く、概して１０分未満である。
【００４１】
貼合は、好ましくは、上述したコーティングされた基板のうちの２つを使用することによって行われる。コーティングされた基板のうちの１つは、ラミネータに達する前に、例えば約２分間から約１０分間、約１５０℃から約１８０℃の範囲の温度で、オーブンを通過してよい。この予熱ステップは、コーティングされた基板の一方または両方に対して行うことができる。好ましくは、電気的絶縁層は、貼合中に何にも接触してはならず、貼合はクリーンルームで行われるべきである。
【００４２】
本発明によるコンデンサを作製するために、約１５０℃から約２００℃までの範囲の温度、好ましくは約１５０℃まで加熱された２つのニップローラを有するラミネータを使用することにより、コーティングされた基板が誘電体層から誘電体層へ貼合される。ラミネータロールに、好ましくは３４ｋＰａから２８０ｋＰａ（５ｐｓｉから４０ｐｓｉ）の範囲の圧力、好ましくは１００ｋＰａ（１５ｐｓｉ）の適当な空気圧が供給される。ローラスピードは、いかなる適当な値に設定することも可能であり、約１２から約３６インチ／分（０．５〜１．５ｃｍ／秒）の範囲、より好ましくは０．６４ｃｍ／秒（１５インチ／分）である。このプロセスは、同様にバッチモードで行うことができる。
【００４３】
貼合された基板は、所望の長さのシートに切断することができ、あるいは適当なコアに巻回される。貼合が完了すると、好ましいクリーンルーム設備はもはや必要でない。
【００４４】
樹脂が硬化を必要とする場合、貼合された材料はその後硬化される。例示的な硬化温度には、約１４０℃から約２００℃の範囲、好ましくは約１４０℃から約１７０℃の範囲の温度が含まれ、例示的な硬化時間には、約６０分から約１５０分まで、好ましくは約６０分から約１００分までの範囲の時間が含まれる。
【００４５】
導電基板がコーティング時に十分柔軟であるかまたは貼合および／または硬化中に軟化する場合、誘電体層の導電基板への接着は強化されてよい。すなわち、銅箔は、コーティング前にアニールされるかまたは後続の処理中にアニールされる。アニーリングは、基板アニール温度が樹脂の硬化温度以下である場合、コーティングステップの前に、あるいは硬化または乾燥ステップの結果として、導電基板を加熱することによって行われてよい。硬化または乾燥と貼合とが行われる温度より低いアニール温度で導電基板を使用することが好ましい。アニーリング条件は、使用される導電基板によって異なる。好ましくは、銅の場合、プロセスのこれら段階のいずれかにおいて、導電基板は、１０ｇ負荷を使用して約７５ｋｇ／ｍｍ２未満のビッカーズ硬さを得る。この硬さに達するために銅に対して好ましい温度範囲は、約１００℃から約１８０℃まで、より好ましくは約１２０℃から約１６０℃までの範囲である。
【００４６】
本発明によるコンデンサは、打抜きまたはレーザ切断等のあらゆる適当なプロセスを使用することによって貼合された基板から切取られる。任意に、導電層および／または誘電体層の一方または両方は、別個の電極と相互接続領域とを形成するようにパターニングされてよい。コンデンサの種々の層をパターニングするために、本技術分野において周知のあらゆる適当なパターニング技術が使用されてよい。例えば、導電層と誘電体層とのパターニングは、本技術分野において周知であるようなフォトリソグラフィによりおよび／またはレーザアブレーションにより行われてよい。
【００４７】
フォトリソグラフィは、導電層の一方または両方に対してフォトレジストを塗布することによって行われてよく、それはその後、露光および現像されることにより対応する層に隠され露出されたパターンを形成する。そして、コンデンサがエッチング溶液に晒された場合、コンデンサの選択された領域と層とを除去することができる。そして、フォトレジストの残りの領域を除去するために、水酸化カリウム等の剥離剤が採用される。このプロセスにより、望ましくないコンデンサの領域および層を除去することができる。
【００４８】
レーザアブレーションは、レーザを使用することによってコンデンサから誘電体層等の材料を選択的に熱的除去することにより、行われてよい。フォトリソグラフィとレーザアブレーションとが、組合せて使用されてよい。
【００４９】
以前の構造に対し、本発明による回路アセンブリと電子パッケージとによって示される電気的性能が大幅に改良される。相互接続回路の相互接続パッドがコンデンサの導電層と電気的に接続されるのを可能にするために、コンデンサの導電トレース層と誘電体層との複雑なパターニングが必要でない。これらパッケージにおける信号トレースは、信号トレースのインダクタンスが制御されるように電極に対して近接した状態で維持される。さらに、本発明はまた、コンデンサの隣接した電極間の比較的高い静電容量と、信号トレースとコンデンサの隣接する電極との間の比較的低い静電容量と、を提供する。静電容量およびインダクタンス特性により、比較的低いインピーダンスがもたらされ、本発明による電子パッケージにおける戻り電流がコンデンサの導電層のいずれかにおいて有効に伝わることが可能になる。
【００５０】
したがって、添付の特許請求の範囲は、広く、かつ本明細書において開示される実施形態および説明の範囲と一貫するように解釈されることが適当である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  薄膜平行板タイプのコンデンサの実施形態を図式的に示す平面図である。
【図２】  図１の線２−２に沿って取出した断面図である。
【図３】  相互接続回路の導電トレース層を通して薄膜、平行板コンデンサに接続された電子機器を含むパッケージの実施形態を示す断面図である。
【図４】  コンデンサの相互接続領域に対するはんだボール割当の実施形態を図式的に示す平面図である。
【図５】  コンデンサに電気的に直接接続された電子機器を含む電子パッケージの実施形態を示す断面図である。
【図６】  コンデンサとスチフナとに直接電気的に接続された電子機器を含む電子パッケージの実施形態を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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