JP2017514317A - 集積アンテナを備えた多層パッケージ - Google Patents

Abstract

本開示の実施形態は、アンテナ並びに関連する技術及び構成を有する多層パッケージを記載している。１つの実施形態においては、集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリは、第１の側及びその第１の側に対向して配置されている第２の側を有する第１の層と、第１の層の第１の側と結合されている第２の層と、第２の層と結合されている第１の層の第２の側と１つ又は複数のアンテナ素子と、第１の層の第２の側と結合されている第３の層とを含み、第１の層は引張係数を有している補強層であり、その引張係数は第２の層及び第３の層の引張係数よりも大きくなっている。他の実施形態は明細書において説明され、特許請求の範囲に記載される。

Description

本開示は、概して、集積回路（ＩＣ）アセンブリ用の材料の分野に関し、より具体的には、アンテナを備えた多層パッケージに関する。

（例えば、ミリ波通信機等の）高性能無線通信機の低損失パッケージ基板への集積は、さまざまな課題を引き起こす。例えば、集積アンテナが（60［ＧＨｚ］周辺の7［ＧＨｚ］といった）広い周波数帯域をカバーできるように、アンテナ等の放射素子と下にあるグランドプレーン（接地板）との間に厚い誘電体層を使用することもできるが、厚い誘電体層の使用は、極度に厚いパッケージ基板という結果をもたらす。バラエティに富んだ低損失基板材料は、集積化された無線通信機の周波数でより良い電気的性能をもたらすことができるが、そのような低損失基板材料は、より柔らかい可能性が高く、アンテナ集積のために極度に厚い層として処理されるのに十分な機械的安定性を有してはいない。例えば、柔らかい材料は、パッケージの反りに対して敏感であり影響を受けやすい。したがって、現時点での解決方法として、例えば、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）等のより固い材料を利用することができるが、ＬＴＣＣは、より費用のかかる材料である。いくつかの場合において、基板材料の機械的な硬さを増加させる材料は、表面の粗さを増す可能性があり、増加させられた表面の粗さは、より高い周波数で増大した導体損失につながるおそれがある。より薄く、かつより低い損失及び表面の粗さに関して代償が低い構造的に硬い構成が望ましい。

添付の図面とともに以下の詳細な説明を参照することにより実施形態が容易に理解される。ここでの説明を容易にするため、同様の構成要素は似通った参照符号で指し示す。実施形態は、添付の図面の図への限定としてではなく、例として示されるものである。
さまざまな実施形態に従った例示的な集積回路（ＩＣ）アセンブリの側断面図である。 さまざまな実施形態に従った多層パッケージアセンブリの側断面図である。 さまざまな実施形態に従った、ダイに結合された多層パッケージアセンブリの側断面図である。 さまざまな実施形態に従った多層パッケージアセンブリを組み立てる方法のフローチャートである。 さまざまな実施形態に従った他の多層パッケージアセンブリの側断面図である。 さまざまな実施形態に従った他の多層パッケージアセンブリの側断面図である。 さまざまな実施形態に従ったコーティングされたプリプレグコアの側断面図である。 さまざまな実施形態に従った、組み立てのさまざまな段階の多層パッケージアセンブリの側断面図である。 さまざまな実施形態に従った、本明細書において説明される多層パッケージアセンブリを含むコンピューティングデバイスである。

本開示の実施形態は、アンテナを備えた多層パッケージ、並びに関連する技術及び構成を記載している。以下の記載中で、例示的な実装のさまざまな態様が、当業者が本実施形態の内容を他の当業者に伝えるのに共通に使用する用語を使用して説明される。しかしながら、本開示の実施形態は、説明された態様のうちのいくつかのみを使用して実現されてもよいということが当業者には明らかとなるであろう。説明の目的のため、特定の番号、材料、及び構成は、例示的な実装の完全な理解を提供するために記載されている。しかしながら、本開示の実施形態は、上記の特定の詳細を用いることなく実現されてもよいということが当業者には明らかとなるであろう。他の例では、よく知られた特徴は、例示的な実装をあいまいにすることを避けるために、省略され又は簡素化されている。

以下の詳細な説明では、以下の詳細な説明の一部分をなす添付図面が参照され、図面との関連が例示的な実施形態によって示され、本開示の主題が、上記の例示的な実施形態を用いて実現される。他の実施形態を利用することもでき、構造的な変更又は論理的な変更が、本開示の範囲内で実現されうるということが理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的なものとして解釈されるべきではなく、実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれと均等な範囲によって定義される。

本開示においては、「Ａ及び／又はＢ」という表現は、（Ａ）、（Ｂ）、又は（Ａ及びＢ）を意味し、「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」という表現は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ａ及びＢ）、（Ａ及びＣ）、（Ｂ及びＣ）、又は（Ａ、Ｂ、及びＣ）を意味する。

詳細な説明においては、頂部／底部、中／外、及び上／下といった視点を表す記載を使用することができる。そのような説明は、議論を容易にするために使用されるにすぎず、ここで説明される実施形態の用途をいずれかの特定の方向に制限することを意図したものではない。

詳細な説明においては、「ある実施形態において」又は「複数の実施形態において」という表現を用いることができ、複数の実施形態は、各々が同一の又は異なる実施形態のうちの１つ又は複数を指してもよい。さらに、本開示に関連して使用される「含む」、「からなる」、「備える」、及び「有する」等の語は、類義語である。

「と結合される」という語は、その派生語とともに本実施形態において使用されてもよい。「結合される」は、以下の１つ又は複数を意味する。「結合される」は、２つ又はそれ以上の要素が、直接物理的に接触している、又は電気的に接触しているということを意味していてもよい。加えて、「結合された」は、２つ又はそれ以上の要素が互いに間接的に接触しているが、互いに協働し又は相互作用を及ぼしあうことを意味してもよく、また、１つ又は複数の他の要素が、互いに結合されると記載される複数の要素の間で結合され又は接続されることを意味していてもよい。

さまざまな実施形態において、「第２の特徴の上に形成される、堆積される、又は配置される第１の特徴」といった表現は、第１の特徴が、第２の特徴を覆って形成され、堆積され、又は配置されることを意味してもよく、また、第１の特徴の少なくとも一部が、第２の特徴の少なくとも一部と、（例えば、直接物理的に接触している又は電気的に接触しているといった）直接接続状態にあってもよく、（例えば、第１の特徴と第２の特徴との間に１つ又は複数の他の特徴を有しているといった）間接接触状態にあってもよいものとする。

本明細書において使用されるように、「モジュール」という語は、１つ又は複数のソフトウェアプログラム又はファームウェアプログラムを実行する特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ））、電子回路、システムオンチップ（ＳｏＣ）、（共有プロセッサ、専用プロセッサ、プロセッサグループ等の）プロセッサ及び／又は（共有メモリ、専用メモリ、メモリグループ等の）メモリ、組合せ論理回路及び／又は他の適切な構成素子を指し、これらの要素の部分となり又はこれらの要素を含み、これらの構成要素は、以下で説明される機能を提供する。

図１は、いくつかの実施形態に従った例示的な集積回路（ＩＣ）アセンブリ１００の側断面図を図示している。いくつかの実施形態においては、ＩＣアセンブリ１００は、パッケージアセンブリ１２１（「パッケージ基板」と称される場合もある）と電気的に及び／又は物理的に結合された１つ又は複数のダイ（以下、「ダイ１０２」）を含んでもよい。いくつかの実施形態において、パッケージアセンブリ１２１は、図から理解できるように回路基板１２２に電気的に結合されていてもよい。

ダイ１０２は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）デバイスを形成するのと関連して使用される薄膜堆積、リソグラフィー、エッチング及び同様の技術等の半導体加工技術を使用して、（シリコン等の）半導体材料から製造される個別の製品を表す。いくつかの実施形態において、ダイ１０２は、無線周波数（ＲＦ）ダイを含んでいてもよく、又は部分となっていてもよい。他の実施形態においては、ダイ１０２は、プロセッサ、ＳｏＣ、又はＡＳＩＣそのものであってもよく、含んでいてもよく、又は一部となっていてもよい。

いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料１０８（「カプセルの材料」と称されることもある）は、ダイ１０２とパッケージアセンブリ１２１との間に配置され、ダイ１０２とパッケージアセンブリ１２１との接着を促進し、及び／又はダイ１０２及びパッケージアセンブリ１２１の特徴を保護してもよい。アンダーフィル材料１０８は、電気的絶縁材料から構成されていてもよく、図から理解できるように、ダイ１０２及び／又はダイレベルの相互接続構造１０６の少なくとも一部をカプセル化してもよい。いくつかの実施形態において、アンダーフィル材料１０８は、ダイレベルの相互接続構造１０６と直接接触している。

ダイ１０２は、図示されているように、例えば、１つのフリップチップ構成内でパッケージアセンブリ１２１と直接接続されることも含みうる、多種多様な適切な構成に従ってパッケージアセンブリ１２１に取り付けられてもよい。そのフリップチップ構成において、能動回路を含むダイ１０２の能動側Ｓ１は、バンプ、支柱、又は他の適切な構造等のダイレベルの相互接続構造１０６を使用して、パッケージアセンブリ１２１の表面に取り付けられ、ダイレベルの相互接続構造１０６は、ダイ１０２をパッケージアセンブリ１２１に電気的に結合してもよい。ダイ１０２の能動側Ｓ１は、複数のトランジスタデバイスを含んでもよく、非能動側Ｓ２は、図から理解できるように、能動側Ｓ１に対向して配置されてもよい。

ダイ１０２は、一般的に、半導体基板１０２ａ、１つ又は複数のデバイス層（以下、「デバイス層１０２ｂ」）及び１つ又は複数の相互接続層（以下、「相互接続層１０２ｃ」）を含んでもよい。いくつかの実施形態において、半導体基板１０２ａは、例えば、実質的にシリコン等のバルク半導体材料から構成されてもよい。デバイス層１０２は、トランジスタデバイス等の複数の能動素子が半導体基板１０２ａの上に形成される１つの領域を示していてもよい。デバイス層１０２ｂは、例えば、チャネルボディ及び／又はトランジスタデバイスのソース／ドレイン領域等の構造を含んでいてもよい。相互接続層１０２ｃは、複数の相互接続構造を含んでいてもよく、それらの複数の相互接続構造は、電気信号をデバイス層１０２ｂ内の複数の能動素子に、或いは複数の能動素子からの電気信号をルーティングするように構成される。例えば、相互接続層１０２ｃは、電気的ルーティング及び／又は電気的接触を提供する複数のトレンチ及び／又は複数のビアを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態において、ダイレベルの相互接続構造１０６は、ダイ１０２と他の電気デバイスとの間で電気信号をルーティングするように構成されてもよい。電気信号は、例えば、入力／出力（Ｉ／Ｏ）信号及び／又は電力／グランド信号を含んでもよく、これらの信号は、ダイ１０２の動作と関連して使用される。

いくつかの実施形態において、パッケージアセンブリ１２１は、本実施形態で説明されるように、無線通信のための集積された構成要素を備える多層パッケージアセンブリを含んでもよい。無線通信は、例えば、複数の携帯用デバイス及び／又は複数の無線ディスプレイの間の近距離無線データ転送、又は複数のピアデバイスの間の高速無線通信を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態において、図２乃至図９と関連して説明されるように、パッケージアセンブリ１２１は、多層パッケージアセンブリであってもよい。

パッケージアセンブリ１２１は、例えば、（図１には示されてはいないが）ダイ１０２への電気信号又はダイ１０２からの電気信号をルーティングするように構成されたトレース、パッド、スルーホール、ビア、又は配線等の電気的ルーティング用の特徴を含んでもよい。例えば、パッケージアセンブリ１２１は、パッケージアセンブリ内に集積された複数の無線通信用の構成要素とダイ１０２との間の電気信号、ダイ１０２と回路基板１２２との間の電気信号、又はパッケージアセンブリ１２１に接続されている（他のダイ、インターポーザ、インターフェイス、無線通信用の構成要素等の）他の電気的構成要素とダイ１０２との間の電気信号をルーティングするように構成されてもよい。

回路基板１２２は、エポキシ積層板等の電気絶縁材料によって構成されるプリント回路基板（ＰＣＢ）であってもよい。例えば、回路基板１２２は、ポリテトラフルオロエチレン等の材料、難燃剤４（ＦＲ−４）、ＦＲ−１及びコットン紙等のフェノール性コットン紙材料、並びにＣＥＭ−１若しくはＣＥＭ−３等のエポキシ材料、又はエポキシ樹脂プリプレグ材料を使用して積層されたガラス織物材料等の材料を含む電気絶縁層を含んでもよい。トレース、トレンチ又はビア等の（図示されてない）相互接続構造は、電気絶縁層を貫いて形成されてもよく、回路基板１２２に至るまでダイ１０２の電気信号をルーティングする。他の実施形態においては、回路基板１２２は、他の適切な材料によって構成されてもよい。いくつかの実施形態において、回路基板１２２は、マザーボード（図９のマザーボード９０２）であってもよい。

例えば、はんだボール１１２等のパッケージレベルの相互接続構造は、パッケージアセンブリ１２１及び／又は回路基板１２２に結合されてもよく、対応する複数のはんだ接合部を形成し、対応する複数のはんだ接合部は、パッケージアセンブリ１２１と回路基板１２２との間の電気信号をさらにルーティングするように構成される。パッケージアセンブリ１２１を回路基板１２２に物理的に及び／又は電気的に結合する他の適切な技術は、他の実施形態で使用されてもよい。

ＩＣアセンブリ１００は、例えば、フリップチップ及び／又はワイヤーボンディング構成、インターポーザ、及びシステムインパッケージ（ＳｉＰ）構成及び／又はパッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）構成を含むマルチチップ構成の適切な組み合わせを含む他の実施形態における多種多様な他の適切な構成を含んでもよい。ダイ１０２とＩＣパッケージアセンブリ１００の他の構成要素との間で電気信号をルーティングする他の適切な技術は、いくつかの実施形態において使用される。

図２は、いくつかの実施形態に従った多層パッケージアセンブリ２００の側断面図を概略的に示している。さまざまな実施形態によれば、多層パッケージアセンブリ２００は、例えば、補強された部分Ｄ２及びＤ３等の１つ又は複数の補強された部分を含んでいてもよい。多層パッケージアセンブリ２００は、他の実施形態において示されているものよりもより多くの又はより少ない補強された部分を含んでいてもよい。

補強された部分Ｄ２及びＤ３の各々は、図から理解できるように、第２の層２２６に結合された第１の側及び第３の層２２８に結合された第２の側を有する第１の層２２４を含んでもよい。第１の層２２４は、多層パッケージアセンブリ２００の剛性を増加させる補強層として機能することができる。第１の層２２４は、第２の層２２６及び第３の層２２８よりも（例えば、より大きな引張係数を有する等により）より構造的に硬くてもよい。（例えば、第１の層２２４等の）補強層を含めると、多層パッケージアセンブリ２００の（例えば、入来反り（ｉｎｃｏｍｉｎｇ ｗａｒｐａｇｅ）及び動的反り（ｄｙｎａｍｉｃ ｗａｒｐａｇｅ）等の）反りを低減することができる。

例えば、いくつかの実施形態においては、第１の層２２４は、例えば、他の実施形態において他の補強用材料で補強された、プリプレグ材料、（例えば、充填剤、布、ファイバ等の）ガラスの入った液晶ポリマー（ＬＣＰ）及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のＬＣＰ派生物、味の素ビルドアップフィルム（ＡＢＦ）のエポキシベース材料等のビルドアップ層材料等の低損失誘電特性を有するコア様材料を含んでもよい。他の実施形態においては、第１の層２２４は、他の適切な低損失補強材料によって構成されてもよい。いくつかの実施形態においては、第１の層２２４は、４よりも小さな誘電率ｋ及び概ね０．００５よりも小さな誘電正接（ｌｏｓｓ ｔａｎｇｅｎｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）を持っていてもよく、無線周波数用途に適する低損失材料を提供する。他の実施形態において、第１の層２２４は、異なる数値範囲の誘電率ｋ及び誘電正接を持っていてもよい。

いくつかの実施形態において、第１の層２２４は、第２の層２２６及び第３の層２２８の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも小さなＣＴＥを持っていてもよい。ＬＣＰ等の低損失材料は通常熱的に不安定であるので、（第１の層２２４等の）補強層を含めると、補強層を持たないパッケージアセンブリと比較してＺ方向に沿ったスタックのＣＴＥを小さくすることができ、ＬＣＰ等の低損失材料を使用して多層パッケージアセンブリ２００の組み立てを容易にすることができる。

いくつかの実施形態において、第２の層２２６及び第３の層２２８は、例えば、第１の層２２４よりも強度の小さな（ＡＢＦ ＧＹ１３のような）ＡＢＦ若しくはＬＣＰ、又は（ガラスを含まないＬＣＰのように）強化されていない材料等の低損失誘電材料から構成されてもよい。第２の層２２６及び第３の層２２８は、第１の層２２４の引張係数よりも小さな引張係数を有していてもよい。いくつかの実施形態において、第２の層２２６及び第３の層２２８は、同じ材料組成を有していてもよい。他の実施形態において、第２の層２２６及び第３の層２２８は、他の適切な低損失誘電材料から構成されていてもよい。

いくつかの実施形態において、第２の層２２６及び第３の層２２８は、第１の層２２４の表面粗度よりも小さな表面粗度を有していてもよい。例えば、第２の層２２６及び第３の層２２８は、第１の層２２４の補強材料の両側に積層されてもよく、補強された部分Ｄ２及びＤ３の表面粗度を減少させる。より小さな表面粗度は、多層パッケージアセンブリ２００の導体損失を減少させることができる。第１の層２２４のより粗い補強材料の上への直接の金属メッキはより大きな導体損失につながり、アンテナ及び／又は信号トレースの性能に悪影響を及ぼす可能性があるが、第２の層２２６及び／又は第３の層２２８のより平滑な表面の上への直接の金属メッキはより小さな導体損失を達成することが可能である。

第２の層及び第３の層は、第１の層２２４の厚さ以下の厚さを各々有していてもよい。例えば、１つの実施形態において、補強された部分Ｄ２の第１の層２２４は概ね５０ミクロンの厚さを有していてもよく、補強された部分Ｄ２の第２の層２２６は概ね５０ミクロンの厚さを有していてもよく、補強された部分Ｄ２の第３の層２２８は概ね５０ミクロンの厚さを有していてもよい。その実施形態において、補強された部分Ｄ３の第１の層２２４は概ね５０ミクロンの厚さを有していてもよく、補強された部分Ｄ３の第２の層２２６は概ね２５ミクロンの厚さを有していてもよく、補強された部分Ｄ３の第３の層２２８は概ね２５ミクロンの厚さを有していてもよい。いくつかの実施形態において、第２の層２２６及び第３の層２２８は、４より小さな誘電率ｋ及び概ね０．００５よりも小さな誘電正接を有していてもよい。他の実施形態において、第２の層２２６及び第３の層２２８は、異なる厚さを有し、及び／又は異なる数値範囲の誘電率ｋ及び誘電正接を有していてもよい。

いくつかの実施形態において、１つ又は複数の追加の層２３０が補強された部分Ｄ２及びＤ３のうちの一方の第３の層２２８と結合されてもよい。いくつかの実施形態において、１つ又は複数の追加の層２３０は第２の層２２６及び／又は第３の層２２８と同一の材料組成を有していてもよい。１つの実施形態において、１つ又は複数の追加の層２３０は概ね５０ミクロンの厚さを有していてもよい。１つ又は複数の追加の層２３０は、他の適切な厚さを有し及び／又は他の適切な材料から構成されていてもよい。

さまざまな実施形態によれば、多層パッケージアセンブリ２００は、無線通信を容易にし及び／又は電気信号をルーティングするように構成される１つ又は複数の導電性を持つ特徴（導電性特徴）を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、１つ又は複数の導電性を持つ特徴は、例えば、第１の金属層（Ｍ１）、第２の金属層（Ｍ２）、第３の金属層（Ｍ３）、及び第４の金属層（Ｍ４）等の複数の金属層を含んでいてもよい。これらの金属層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、選択的に堆積又はパターニングされて多層パッケージアセンブリ２００の回路となってもよい。これらの金属層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４の各々は、例えば、めっき工程を使用して銅（Ｃｕ）を堆積させる工程を含むどのような適切なプロセスによっても形成することができる。他の実施形態においては、他の金属及び／又は他の堆積技術を使用してもよい。加えて、多層パッケージアセンブリ２００は他の実施形態において堆積される金属層よりもより多くの又はより少ない金属層を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態において、金属層は、第２の層２２６及び第３の層２２８の上にのみ形成され、補強された部分Ｄ２及びＤ３の第１の層２２４の上には形成されない。第２の層２２６及び第３の層２２８は、第１の層２２４よりもより平滑であってもよく、金属層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４を上記のより平滑な層の上に形成すると、多層パッケージアセンブリ２００内の導体損失を低減することができる。いくつかの実施形態において、図から理解できるように、第１の層２２４は水平方向にひろがる面を定義し、水平方向に電気信号をルーティングする（例えば、複数の線２３４のような）いかなるめっきされた金属特徴も、第１の層２２４の上には直接的に堆積されることはない。

いくつかの実施形態において、電気信号をルーティングするための１つ又は複数の特徴は、多層パッケージアセンブリ２００内に形成されて、導電性素子の間で電気信号をルーティングするようにしてもよい。例えば、電気的ルーティング特徴は、複数の線２３４、１つ又は複数のビア２３６及び／又はめっきされたスルーホール（ＰＴＨｓ）２３８を含み、電気信号を鉛直方向にルーティングしてもよい。図面から理解できるように、ビア２３６及び／又はＰＴＨｓ２３８は、第１の層２２４、第２の層２２６及び第３の層２２８を貫いて伸びていてもよい。いくつかの実施形態において、複数の線２３４は非直線的な形状又は配列に構成されていてもよい。また、いくつかの実施形態において、複数の線２３４の各々は概ね１５ミクロンの厚さを有していてもよい。他の実施形態においては、複数の線２３４は他の適切な厚さを有していてもよい。電気的ルーティング特徴は、他の実施形態において、例えば、レーザードリル加工されたスルーホール（ＬＴＨｓ）及びその他同様のもの等の他の適切な特徴を含んでもよい。

さまざまな実施形態によれば、補強された部分Ｄ２及びＤ３は、例えば、１つ又は複数のアンテナ素子等の、無線通信デバイスの構成要素を集積している多層パッケージアセンブリ２００の部分であってもよい。上記の１つ又は複数のアンテナ素子は、例えば、補強された部分Ｄ２の第２の層２２６の上に形成された金属層Ｍ１内の線２３４のめっきされた金属特徴及び／又は補強された部分Ｄ２の第３の層２２８の上に形成された金属層Ｍ２内の線２３４のめっきされた金属特徴を含んでもよい。

いくつかの実施形態において、多層パッケージアセンブリ２００は１つの層すなわち単一層アンテナの構成要素を含んでもよい。多層アンテナは単一層アンテナと比較してより広い周波数帯域を有していてもよい。いくつかの実施形態において、多層アンテナは容量的に結合されたアンテナを含んでもよい。例えば、金属層Ｍ１の線２３４は第１の容量性素子を含んでもよく、金属層Ｍ２の線２３４は第３の層２２８の上に形成された第２の容量性素子を含んでもよい。第１の容量性素子及び第２の容量性素子は、各々、スタックされたパッチの中の１つのパッチであってもよく、スタックされたパッチの中の各パッチは、オフセット周波数で共振するように構成され、アンテナにより広い周波数帯域を提供してもよい。いくつかの実施形態において、金属層Ｍ１及び／又はＭ２の線２３４のめっきされた金属特徴は、ミリ波（ｍｍ）用の広帯域アンテナ素子、スタンドアローンの及び／又はフェイズドアレイのアンテナモジュールであってもよい。

いくつかの実施形態において、金属層Ｍ２の線２３４は、例えば、電源供給、制御信号、クロック、リセット及びその他同様のもの等の低周波（ＬＦ）信号用のルーティング及び／又はアンテナ層を提供するように構成されてもよい。金属層Ｍ３の線２３４は無線周波数（ＲＦ）接地平面及び／又はＬＦ信号用のルーティングを提供するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、金属層Ｍ４の線２３４はＲＦ信号及び／又はＬＦ信号をルーティングするように構成されてもよい。他の実施形態において、線２３４はその他の電気信号をルーティングするように構成されてもよい。他の実施形態において、多層パッケージアセンブリ２００は無線通信用のその他の構成要素を含んでもよい。

いくつかの実施形態において、多層パッケージアセンブリ２００の金属層Ｍ１及び／又はＭ２の（例えば、複数のアンテナ素子を含む）アンテナ層とＲＦ接地面との間に間隔が設けられる。例えば、上記の間隔は、最も近いアンテナ層とＲＦ接地面との間に少なくともλ／４の距離を与えるように構成されてもよく、上記のλは、アンテナ素子による無線通信に使用される周波数帯域の波長を示す。いくつかの実施形態において、λ／４は概ね５／４［ｍｍ］である。他の実施形態において、アンテナ層とＲＦ接地面との間の最小距離及びλはそれぞれ他の値をとってもよい。例えば、低プロファイルシステムを実現するために、接地面と最も近いアンテナ層との間の分離は、λ／２５のオーダーであってもよく、それ以下であってもよい。

さまざまな実施形態によれば、多層パッケージアセンブリ２００は、最も外側の層の上に形成された１つ又は複数のはんだマスク層を含んでもよい。１つ又は複数のはんだマスク層２４２は、図から理解できるように、例えば、金属層Ｍ１及び／又は金属層Ｍ４の線等の、多層パッケージアセンブリ２００の導電性特徴に結合された複数のパッド２４０の間の（はんだバンプ、支柱、又はボール等の）電気的接続の形成を可能にする複数の開口を有していてもよい。パッド２４０は、例えば、ダイ（図１のダイ１０２）又は他の電気的アセンブリを受けるように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、１つ又は複数のはんだマスク層２４２は、例えば、ＬＣＰ又はその他の同様な材料等の低損失誘電材料から構成されてもよく、多層パッケージアセンブリ２００の無線通信の周波数において損失を低減する。１つの実施形態において、１つ又は複数のはんだマスク層２４２は、各々、概ね２５ミクロンの厚さを有していてもよい。１つ又は複数のはんだマスク層２４２は、他の実施形態において、他の適切な厚さを有し、及び／又は、例えば、はんだレジスト材料等の他の適切な材料から構成されていてもよい。

図３は、いくつかの実施形態に従った、ダイ１０２と結合された多層パッケージアセンブリ３００の側断面図を図示している。さまざまな実施形態によれば、多層パッケージアセンブリ３００は、多層パッケージアセンブリ２００と関連して記載された実施形態に適合し、また逆も同様である。

いくつかの実施形態において、多層パッケージアセンブリ３００は、多層アンテナフェイズドアレイモジュールを示している。例えば、金属層Ｍ１及び／又は金属層Ｍ２の線２３４は、多層アンテナのアンテナ素子であってもよい。金属層Ｍ３の線２３４は（ＲＦ接地面等の）アンテナ接地面であってもよく、金属層Ｍ４の線２３４はＲＦルーティングを提供してもよい。

いくつかの実施形態によれば、図から理解できるように、ダイ１０２は多層パッケージアセンブリ３００と結合されてもよい。いくつかの実施形態において、ダイ１０２は、例えば、約６０［ＧＨｚ］の周波数での無線通信用に構成されているＲＦダイを示している。ダイ１０２は１つ又は複数のダイレベルの相互接続構造１０６を使用して金属層Ｍ４の線２３４と結合されてもよい。いくつかの実施形態において、ダイレベルの相互接続構造１０６は、（例えば、図２のパッド２４０等の）パッドと結合され、パッドは、金属層Ｍ４の線２３４と電気的に結合される。

いくつかの実施形態において、例えば、はんだボール１１２等の１つ又は複数のパッケージレベルの相互接続が、多層パッケージアセンブリ３００と結合され、多層パッケージアセンブリ３００と（図１の回路基板１２２等の）他の電気的アセンブリとの結合を容易にしてもよい。他の適切なパッケージレベルの相互接続が、多層パッケージアセンブリ３００と他の電気的アセンブリとを結合するのに使用されてもよい。

図４は、いくつかの実施形態に従った（図２の多層パッケージアセンブリ２００及び図３の多層パッケージアセンブリ３００等の）多層パッケージアセンブリを組み立てる方法４００のフローチャートを概略的に図示している。方法４００は、図２及び３と関連して記載された技術に適合しており、逆もまた同様である。

ステップ４０２において、方法４００は１つ又は複数の補強層を提供するステップを含んでもよい。上記の１つ又は複数の補強層は、図２及び３の補強された部分Ｄ２及びＤ３の第１の層２２４と関連して記載された実施形態にほぼ適合している。

ステップ４０４において、方法４００は、（第２の層２２６及び第３の層２２８等の）誘電体層を補強層の対向する２つの側に結合することにより、多層パッケージアセンブリの（図２及び３の補強された部分Ｄ２及びＤ３等の）補強された部分を形成するステップを含んでもよい。いくつかの実施形態において、誘電体層は、同時に実行されてもよい積層プロセスを使用して補強層と結合されてもよい。さまざまな実施形態によれば、（図２及び３の補強された部分Ｄ２及びＤ３等の）複数の補強された部分が、ステップ４０２及びステップ４０４に関連して記載された動作を実行することにより形成されてもよい。補強層は、誘電体層の引張係数よりも大きな引張係数を有していてもよい。

ステップ４０６において、方法４００は、補強された部分の上に及び／又は補強された部分を貫いて導電性特徴を形成するステップを含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態において、１つ又は複数の開口が、１つ又は複数の対応するＰＴＨｓのために（図２及び３のＤ３等の）補強された部分を貫いて（例えば、ドリルすることで）形成されてもよい。上記の１つ又は複数の開口は、補強された部分の誘電体層及び補強層を貫いて伸びていてもよい。金属材料が、上記の１つ又は複数の対応するＰＴＨｓをめっきするめっきプロセスによって堆積されてもよく、補強された部分の対向する２つの表面の上に（金属層Ｍ２及び金属層Ｍ３等の）金属層を形成してもよい。いくつかの実施形態において、上記の金属層は、第１の補強された部分の誘電体層の上に直接形成されてもよい。いくつかの実施形態において、金属層のうちの１つ又は複数は、１つ又は複数のアンテナ素子を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、このように、ステップ４０６の動作は、１つ又は複数のアンテナ素子を形成するステップを含んでいてもよい。

ステップ４０８において、方法４００は、補強された部分を、（図２及び３の１つ又は複数の追加の層２３０等の）他の誘電体層及び／又は（図２及び３の補強された部分Ｄ２等の）別の補強された部分に結合するステップを含んでいてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、（図２及び３のＤ３等の）第１の補強された部分は、同時に実行することができる積層プロセスを使用して、（図２及び３の補強された部分Ｄ２等の）第２の補強された部分及び（１つ又は複数の追加の層２３０等の）１つ又は複数の誘電体層と結合されてもよい。

補強された部分がステップ４０８において別の補強された部分に結合される場合に、方法４００は、ステップ４１０において、その別の補強された部分の上に及び／又はその別の補強された部分を通って導電性特徴を形成するステップを含んでいてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、１つ又は複数の開口が、１つ又は複数の対応するビアのために、（第２の補強された部分等の）別の補強された部分を貫いて（ドリルすることで）形成されてもよい。上記の１つ又は複数の開口は、１つ又は複数の誘電体層及び第２の補強された部分の補強層を貫いて伸びていてもよい。金属は、ビアをめっきし、１つの構造の対向する２つの表面に（金属層Ｍ１及び金属層Ｍ４等の）金属層を形成するめっきプロセスによって堆積されてもよく、上記の１つの構造は、第１の補強された部分と第２の補強された部分とをともに含んでいる。例えば、ある金属層は、第１の補強された部分の最も外側の誘電体層の上に直接形成されてもよく、別の金属層は、第２の補強された部分の最も外側の誘電体層の上に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、金属層のうちの１つ又は複数は、１つ又は複数のアンテナ素子を含んでもよい。このようにして、いくつかの実施形態において、ステップ４０８の動作は、１つ又は複数のアンテナ素子を形成するステップを含んでもよい。いくつかの実施形態において、金属が堆積されて、同一の金属堆積プロセスの間に１つ又は複数の開口を埋め、上記の金属堆積プロセスは、１つ又は複数のアンテナ素子を形成するのに使用される。

ステップ４１２において、方法４００は、（図２又は図３のはんだマスク層２４２等の）１つ又は複数のはんだマスク層を形成するステップを含んでもよい。はんだマスク層は、ステップ４１０において形成された構造の最も外側の層の上に形成されてもよい。１つの実施形態において、はんだマスク層は、補強された構造の（図２の第２の層２２６等の）誘電体層の上に形成されてもよい。いくつかの実施形態において、はんだマスク層は、複数の事前にカットされた構造を含み、積層プロセスを使用して１つ又は複数の補強された部分に結合される。（図２のパッド２４０等の）複数のパッドが、（図２の金属層Ｍ１等の）最も外側の金属層の上に形成されてもよく、また、複数の開口が、これらの複数のパッドを露出させるために形成されてもよく、多層パッケージアセンブリを他の電子デバイスに結合するための複数の対応する接続点を提供する。いくつかの実施形態において、複数のパッドを形成するステップは、例えば、金（Ａｕ）表面仕上げプロセス又は他の適切な金属仕上げプロセスを含む表面仕上げプロセスを含んでもよい。いくつかの実施形態において、例えば、１つ又は複数のダイは、上記の複数のパッドを使用して多層パッケージアセンブリに結合されてもよい。

本開示の実施形態は、多層パッケージアセンブリの複数の厚い誘電体層の剛性を増加させる技術を記載してもよく、それらの技術は、無線信号の送信に適合する複数の誘電特性を有するコア様材料を使用してもよい。（補強された部分等の）厚い誘電体層は、より小さな表面粗度を有していてもよく、より小さな表面粗度が、より小さな導体損失をもたらす。１つ又は複数の補強された層は、無線通信のための複数のアンテナ素子と一体化されていてもよい。いくつかの実施形態において、本開示は、ミリ波周波数においてすべてのＬＣＰ多層パッケージアセンブリに改善された電気特性を提供する技術を記載する。補強された部分は、Ｚ方向における多層パッケージアセンブリのＣＴＥを減少させることができ、熱的に不安定なＬＣＰ等の材料を多層パッケージアセンブリで使用するのを容易にすることができる。補強された部分は、多層パッケージアセンブリの入来反り及び／又は動的な反りを低減することができる。いくつかの実施形態において、多層パッケージアセンブリは、非対称層積層体及び／又は複数の補強された部分を有していてもよく、非対称積層体及び／又は複数の補強された部分は、（例えば、アンテナの使用に適合するように積層することができる等）従来のコア基板と比較して層の数を減少させることができる。

図５は、いくつかの実施形態に従った他の多層パッケージアセンブリ５００の側断面図を図示している。さまざまな実施形態によれば、多層パッケージアセンブリ５００の構成要素は、図２及び図３の多層パッケージアセンブリ２００及び３００と関連して説明された実施形態に適合していてもよい。多層パッケージアセンブリ５００は、図から理解することができるように、金属層Ｍ４、Ｍ５、及びＭ６の線２３４を含む。

いくつかの実施形態において、多層パッケージアセンブリ５００は、図から理解することができるように、ともに結合された補強された部分Ｄ２及びＤ３を含んでいてもよい。ある実施形態において、補強された部分Ｄ２及びＤ３の各々は、（例えば、第２の層２２６及び第３の層２２８等の）平滑化のための誘電体層で被覆されたプリプレグコアを含む（図７のコーティングされたプリプレグ層７００等の）コーティングされたプリプレグコアを表していてもよい。

複数の線２３４は、補強された部分Ｄ２の第２の層２２６の上に形成された１つ又は複数のアンテナ素子を表していてもよい。１つの実施形態において、線２３４は、単一層アンテナの特徴を表していてもよい。第１の層２２４は、例えば、プリプレグ材料等のコア材料から構成されていてもよい。金属層Ｍ３の線２３４は、補強された部分Ｄ３の第３の層２２８の上に形成されるアンテナ接地面を表していてもよい。補強された部分Ｄ２及びＤ３は、１つ又は複数のアンテナ素子及びアンテナ接地面等の放射のための特徴の間の分離を提供してもよい。

金属層Ｍ２の線２３４は、ＲＦルーティング層を表していてもよい。いくつかの実施形態において、ＲＦルーティング層は、図から理解することができるように、補強された部分Ｄ３の第３の層２２８の上に形成されてもよい。そのような構成は、非対称スタックを提供することができ、非対称スタックは、誘電体層の数の減少を可能とし、誘電体層は、非対称スタックに関連する多層パッケージアセンブリ５００の望ましい厚さを提供するように形成されてもよい。

金属層Ｍ１、Ｍ２、及びＭ３の線２３４は、同一の材料又は異なる材料から構成されていてもよい。多層パッケージアセンブリ５００は、他の実施形態で示されている部分又は層よりより多くの又はより少ない補強された部分及び／又は追加の層２３０を含んでいてもよい。

図６は、いくつかの実施形態に従った他の多層パッケージアセンブリ６００の側断面図を図示している。多層パッケージアセンブリ６００は、多層パッケージアセンブリ５００と関連して説明された実施形態に適合していてもよく、また、その逆も同様である。多層パッケージアセンブリ６００は、他の補強された部分Ｄ４及び金属層Ｍ７の線２３４を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態において、多層パッケージアセンブリ６００は、図から理解することができるように、ともに結合された複数の補強された部分Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４を含んでいてもよい。金属層Ｍ１及びＭ２の複数の線２３４は、いくつかの実施形態において、多層アンテナの容量的に結合されたアンテナ素子６６０を表していてもよい。金属層Ｍ１及びＭ２のアンテナ素子は、図から理解することができるように、補強された部分Ｄ２の２つの対向する側の上に形成されてもよい。

金属層Ｍ３の線２３４は、アンテナ接地面を表していてもよく、金属層Ｍ４の線２３４は、ＲＦルーティング層を表していてもよい。そのような構成は、非対称スタックを提供することができ、非対称スタックは、誘電体層の数の減少を可能とし、誘電体層は、非対称スタックに関連する多層パッケージアセンブリ６００の望ましい厚さを提供するように形成されてもよい。

金属層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、及びＭ４は、同一の材料又は異なる材料から構成されていてもよい。多層パッケージアセンブリ６００は、他の実施形態において示される部分又は層よりもより多くの又はより少ない補強された部分及び／又は追加の層２３０を含んでもよい。

図７は、いくつかの実施形態に従ったコーティングされたプリプレグコア７００の側断面図を図示している。いくつかの実施形態において、コーティングされたプリプレグコア７００は、本明細書で説明される多層パッケージアセンブリの補強された部分（Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４等）のうちの１つを表していてもよい。

コーティングされたプリプレグコア７００は、図から理解することができるように、プリプレグコア７２４と、そのプリプレグコア７２４の２つの対向する側に結合された柔らかい誘電体層７２６及び７２８とを含んでいてもよい。プリプレグコア７２４は、図２の第１の層２２４と関連して説明された実施形態に適合していてもよく、誘電体層７２６は、図２の第２の層２２６と関連して説明された実施形態に適合していてもよく、誘電体層７２８は、図２の第３の層２２８と関連して説明された実施形態に適合していてもよい。いくつかの実施形態において、コーティングされたプリプレグコア７００は、多層パッケージアセンブリの他の補強された部分又は層にコーティングされたプリプレグコア７００を結合する前に形成されていてもよい。

図８は、いくつかの実施形態に従った、組み立てのさまざまな段階の多層パッケージアセンブリの側断面図を図示している。図８の多層パッケージアセンブリの構造は、図５で示された構成要素と同様の構成要素を有していてもよく、特に示された場合を除き、同様の構造を表しているものとする。図８の多層パッケージアセンブリの各構造の参照番号は、明確さのため、示されてはいない。

多層パッケージアセンブリ８００ａは、図から理解することができるように、キャリア上に一時的な薄膜を形成した後のものが示されている。その一時的な薄膜は、いくつかの実施形態において、図５の１つ又は複数の追加の層２３０の組成と同様の組成を有する誘電体層であってもよい。

多層パッケージアセンブリ８００ｂは、一時的な薄膜の上に（図２の複数のパッド２４０等の）１つ又は複数のパッドを形成した後の多層パッケージアセンブリ８００ａを示している。１つ又は複数のパッドは、どのような適切な技術を使用しても、１つ又は複数の金属を堆積することにより形成することができる。いくつかの実施形態において、１つ又は複数のパッドを形成するステップは、表面仕上げプロセスを含んでもよく、その表面仕上げプロセスにおいては、金、ニッケル、パラジウム、及び／又は有機はんだ付け性防腐剤（ＯＳＰ）が少なくともパッドの部分に堆積されてもよい。

多層パッケージアセンブリ８００ｃは、図から理解することができるように、一時的な薄膜の上に（図５の１つ又は複数のはんだマスク層２４２等の）はんだレジスト層を形成し、パッドを露出させる複数の開口を形成した後の多層パッケージアセンブリ８００ｂを示していてもよい。はんだレジスト層及び複数の開口は、どのような適切な技術を使用しても形成することができる。

多層パッケージアセンブリ８００ｄは、図から理解することができるように、はんだレジスト層とビアの上に（図５の金属層Ｍ６等の）金属層を形成して、金属層と複数のパッドとの間の複数の開口を埋めた後の多層パッケージアセンブリ８００ｃを示していてもよい。いくつかの実施形態において、金属層は、多層パッケージアセンブリ８００ｄの最終的な導電性の層であってもよい。金属層とビアは、例えば、めっきプロセス等を含むどのような適切な技術に従っても形成することができる。

多層パッケージアセンブリ８００ｅは、金属層の上に（図５の１つ又は複数の追加の層２３０等の）誘電体層を形成し、その誘電体層の中に１つ又は複数の対応するビアのための１つ又は複数の開口を形成した後の多層パッケージアセンブリ８００ｄを示していてもよい。いくつかの実施形態において、誘電体層は、多層パッケージアセンブリ８００ｅの最終的な積層体層であってもよく、誘電体層は、積層プロセスを使用して金属層と結合されてもよい。

多層パッケージアセンブリ８００ｆは、誘電体の上に（図５の金属層Ｍ５等の）別の金属層を形成した後の多層パッケージアセンブリ８００ｅを表していてもよい。多層パッケージアセンブリ８００ｇは、複数の追加の層と複数の金属層とを形成した後の多層パッケージアセンブリ８００ｆを表していてもよい。

多層パッケージアセンブリ８００ｈは、（図５の補強された部分Ｄ３等の）補強された部分とすでに形成した複数の誘電体層と複数の金属層とを結合した後の多層パッケージアセンブリ８００ｇを示していてもよい。いくつかの実施形態において、上記の補強された部分は、（図７のコーティングされたプリプレグコア７００等の）コーティングされたプリプレグコアであってもよく、そのコーティングされたプリプレグコアは、積層プロセスを使用して、複数の誘電体層及び複数の金属層と結合される。

多層パッケージアセンブリ８００ｉは、補強された部分を貫いて上記の補強された部分とビアの上に（図５の金属層Ｍ２等の）金属層を形成した後の多層パッケージアセンブリ８００ｈを表していてもよい。

多層パッケージアセンブリ８００ｊは、図から理解することができるように、（図５の補強された部分Ｄ２等の）別の補強された部分と最上部の金属層とを結合し、その別の補強された部分の上に（図５の金属層Ｍ１等の）金属層を形成し、そして、その金属層の上に（図５の１つ又は複数のはんだレジスト層２４２等の）はんだレジスト層を形成した後の多層パッケージアセンブリ８００ｉを表していてもよい。

多層パッケージアセンブリ８００ｋは、多層パッケージアセンブリを一時的な薄膜及びキャリアから取り外した後の多層パッケージアセンブリ８００ｊを表していてもよい。取り外しは、例えば、熱放出により又は化学的エッチングにより行われてもよい。

多層パッケージアセンブリ８００ｌは、ダイと多層パッケージアセンブリとを結合した後の多層パッケージアセンブリ８００ｋを表していてもよい。ダイは、例えば、ダイを多層パッケージアセンブリ８００ｌと電気的に結合するためのバンプ及び支柱等の複数のダイレベルの相互接続を使用するステップを含むどのような適切な技術を使用しても結合することができる。

図５乃至８と関連して説明された技術及び構成は、例えば、高温プレス等の高温プレス処理により基板を反らせることなくパッケージの組み立てのより後ろの段階における複数の厚いプリプレグ層の一体化を可能とする。プリプレグ材料は、少なくとも一方の側を柔らかいポリマーベースの材料でコーティングされてもよく、このことは、スタックを重ねて一体化される際に低温プレス処理を可能にする。本明細書において開示されている実施形態は、１つの非対称パッケージアセンブリと複数の隣接する又は隣接しないコア層との組み立てを可能とし、このことは、必要とされる層の数を減少させ、したがって、組み立てのコストを減少させることを可能とする。（柔らかい誘電体層７２６及び７２８等の）ポリマーコーティングを使用すると、そのポリマーコーティングの上に配置された金属導体の導体損失を減少させることができる。より小さな反りは、ミリ波アクティブアンテナモジュール用のダイと同じパッケージの上への表面実装技術（ＳＭＴ）による他の構成要素の組み立てを容易にする。

さまざまな動作が、請求項に記載された主題を理解する際に最も役立つような方法で、順次、個別の動作として説明される。説明の順番は、これらの動作が必然的に説明の順番の通りに行われるものと解釈されるべきものではない。

本開示の実施形態は、要求通りに構成される任意の適切なハードウェア及び／又はソフトウェアを使用するシステムとして実装することができる。図９は、いくつかの実施形態に従った、本明細書において説明された（図２、図３、図５、又は図６の多層パッケージアセンブリ２００、３００、５００、又は６００等の）多層パッケージアセンブリを含むコンピューティングデバイスを図示している。コンピューティングデバイス９００は、（例えば、ハウジング９０８の中に）マザーボード９０２等の回路基板を収容してもよい。マザーボード９０２は、これらには限定されないが、プロセッサ９０４及び少なくとも１つの通信チップ９０６を含むいくつかの構成要素を含んでいてもよい。プロセッサ９０４は、物理的かつ電気的にマザーボード９０２に結合されていてもよい。幾通りかの実装において、少なくとも１つの通信チップ９０６が、物理的かつ電気的にマザーボード９０２に結合されていてもよい。さらなる実装において、通信チップ９０６は、プロセッサ９０４の一部となっていてもよい。

用途により、コンピューティングデバイス９００は、マザーボード９０２に物理的にかつ電気的に接続されていても接続されていなくてもよい複数の他の構成要素を含んでもよい。これらの他の構成要素は、これらには限定されないが、（ＤＲＡＭ等の）揮発性メモリ、（ＲＯＭ等の）不揮発性メモリ、フラッシュメモリ、グラフィックプロセッサ、ディジタルシグナルプロセッサ、暗号プロセッサ、チップセット、アンテナ、ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、タッチスクリーンコントローラ、バッテリー、オーディオコーデック、ビデオコーデック、電力増幅器、全地球的測位システム（ＧＰＳ）デバイス、コンパス、ガイガーカウンタ、加速度計、ジャイロスコープ、スピーカー、カメラ、並びに（ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、ディジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、及びその他のもの等の）大規模記憶デバイスを含んでいてもよい。

通信チップ９０６は、コンピューティングデバイス９００への及びコンピューティングデバイス９００からのデータの転送のための無線通信を可能にすることができる。「無線」という語は、非個体媒質を通じて、変調された電磁放射を使用することによりデータを通信することができる回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネル等を説明するのに使用されてもよい。上記の用語「無線」は、関連するデバイスがいかなる配線をも含まないことを示唆するものではないが、実施形態の中には、それらのデバイスがいかなる配線をも含まないものも存在してもよい。通信チップ９０６は、これらには限定されないが、ＷｉＧｉｇ、ＷｉＦｉ（アメリカ電気電子通信学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１ファミリー）、（ＩＥＥＥ８０２．１６−２００５Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ等の）ＩＥＥＥ８０２．１６規格、（アドバンストロングタームエボリューション（ＬＴＥ）プロジェクト、ウルトラモバイルブロードバンド（ＵＭＢ）プロジェクト（「３ＧＰＰ２」とも称される）等の）いずれかの変更、更新、及び／又は修正を伴うＬＴＥプロジェクトを含むＩＥＥＥ規格を含む複数の無線規格又は無線プロトコルのいずれかを実装してもよい。ＩＥＥＥ８０２．１６規格に適合する広帯域無線アクセス（ＢＷＡ）ネットワークは、一般的にＷｉＭＡＸネットワークと称され、その頭字語は、Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓを表し、ＷｉＭＡＸは、ＩＥＥＥ８０２．１６規格の適合性テスト及び相互運用性テストを通過した製品のための認証マークである。通信チップ９０６は、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ(登録商標)）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、次世代ＨＳＰＡ（Ｅ−ＨＳＰＡ）、又はＬＴＥネットワークに従って動作してもよい。通信チップ９０６は、ＧＳＭ(登録商標)エボリューションのための拡張データレート（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ(登録商標) ＥＤＧＥ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ）、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）、又は次世代ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）に従って動作してもよい。通信チップ９０６は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、ディジタルエンハンストコードレステレコミュニケーション（ＤＥＣＴ）、エボリューションデータオプティマイズド（ＥＶ−ＤＯ）、及びそれらの派生方式、のみならず３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びこれらを超える規格として指定されている他の無線プロトコルに従って動作してもよい。通信チップ９０６は、他の実施形態において、他の無線プロトコルに従って動作してもよい。

コンピューティングデバイス９００は、複数の通信チップ９０６を含んでいてもよい。例えば、第１の通信チップ９０６は、ＷｉＧｉｇ、ＷｉＦｉ、及びブルートゥース(登録商標)等の近距離無線通信用であってもよく、第２の通信チップ９０６は、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、ＥＶ−ＤＯ、及びその他のもの等の遠距離無線通信用であってもよい。

コンピューティングデバイス９００のプロセッサ９０４は、本願明細書において説明された（図１のＩＣアセンブリ１００等の）ＩＣアセンブリ又は（図２、図３、図５、又は図６の多層パッケージアセンブリ２００、３００、５００、又は６００等の）多層パッケージアセンブリ内にパッケージ化されていてもよい。例えば、図１の回路基板１２２は、マザーボード９０２であってもよく、プロセッサ９０４は、図１のパッケージ基板１２１の上に配置されたダイ１０２であってもよい。パッケージ基板１２１及びマザーボード９０２は、はんだボール１１２等の複数のパッケージレベルの相互接続を使用して一体として結合されてもよい。他の適切な構成は、本願明細書において説明された複数の実施形態に従って実装されてもよい。「プロセッサ」という語は、レジスタ及び／又はメモリからの電子データを処理して、その電子データを他の電子データに変換し、レジスタ及び／又はメモリに他の電子データを格納するいずれかのデバイス又はデバイスのいずれかの部分を指してもよい。

通信チップ９０６は、本願明細書において説明された（図１のＩＣアセンブリ１００等の）ＩＣアセンブリ又は（図２、図３、図５、又は図６の多層パッケージアセンブリ２００、３００、５００、又は６００等の）多層パッケージアセンブリ内にパッケージ化されるダイを含んでいてもよい。コンピューティングデバイス９００の中に収容される（メモリデバイス又は他の集積回路デバイス等の）他の構成要素は、本願明細書において説明された（図１のＩＣアセンブリ１００等の）ＩＣアセンブリ又は（図２、図３、図５、又は図６の多層パッケージアセンブリ２００、３００、５００、又は６００等の）多層パッケージアセンブリ内にパッケージ化されるダイを含んでいてもよい。

さまざまな実装において、コンピューティングデバイス９００は、ラップトップ、ノートブック、ウルトラブック、スマートフォン、タブレット、パーソナルディジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ウルトラモバイルＰＣ、モバイルフォン、デスクトップコンピュータ、サーバ、プリンタ、スキャナ、モニタ、セットトップボックス、エンターテイメントコントロールユニット、ディジタルカメラ、ポータブルミュージックプレイヤー、又はディジタルビデオレコーダーであってもよい。コンピューティングデバイス９００は、いくつかの実施形態においては、モバイルコンピューティングデバイスであってもよい。さらなる実装においては、コンピューティングデバイス９００は、データを処理するいずれかの他の電子デバイスであってもよい。
例

さまざまな実施形態によれば、本開示は、集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリを記載している。ＩＣパッケージアセンブリの例１は、第１の側及び該第１の側と対向して配置された第２の側を有する第１の層と、該第１の層の前記第１の側と結合された第２の層と、該第２の層と結合された１つ又は複数のアンテナ素子と、及び前記第１の層の前記第２の側と結合された第３の層とを含み、前記第１の層は、補強層であり、前記第２の層及び前記第３の層の引張係数よりも大きい引張係数を有している、ＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例２は、前記第２の層及び前記第３の層が同一の材料組成を有しており、前記第２の層及び前記第３の層の表面粗度が、前記第１の層の表面粗度よりも小さい、例１のＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例３は、前記第１の層が、液晶ポリマー（ＬＣＰ）又はプレプリグ材料を含んでおり、前記第２の層及び前記第３の層が、液晶ポリマー（ＬＣＰ）又はエポキシベースの材料を含む、例１のＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例４は、前記第１の層が、ガラスを含むＬＣＰを含み、前記第２の層及び前記第３の層が、ガラスを含まないＬＣＰを含む、例３のＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例５は、前記１つ又は複数のアンテナ素子が、前記第２の層の上に形成された１つ又は複数のめっきされた金属特徴を含む、例１のＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例６は、前記第３の層の第１の側が、前記第１の層の前記第２の側に結合され、前記ＩＣパッケージアセンブリが、前記第３の層の第２の側の上に配置された電気的ルーティング特徴をさらに含み、前記第３の層の前記第２の側が、前記第３の層の前記第１の側と対向して配置され、ビア構造又はめっきされたスルーホール構造が、前記電気的ルーティング特徴及び前記１つ又は複数のアンテナ素子と結合され、前記ビア構造又は前記めっきされたスルーホール構造が、前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層を貫いて伸びている、例１のＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例７は、前記第１の層が、水平方向にひろがる面を定義し、前記水平方向に電気信号をルーティングするめっきされた金属特徴のいずれもが、前記第１の層の上に直接配置されない、例１乃至６のいずれかのＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例８は、前記１つ又は複数のアンテナ素子が、第１の容量性素子を含み、前記ＩＣパッケージアセンブリが、前記第３の層と直接結合される第２の容量性素子をさらに含み、前記第１の容量性素子及び前記第２の容量性素子が、容量的に結合された多層アンテナの構成要素である、例１乃至６のいずれかのＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例９は、第１の側及び該第１の側に対向して配置された第２の側を有する第４の層と、前記第４の層の前記第１の側と結合された第５の層と、前記第４の層の前記第２の側と結合された第６の層とを含み、前記第４の層は、前記第５の層及び前記第６の層の引張係数よりも大きい引張係数を有する補強層であり、前記第５の層は、前記第３の層に結合される、例１乃至６のいずれかのＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。ＩＣパッケージアセンブリの例１０は、前記第３の層と結合されたアンテナ接地層及び該アンテナ接地層と結合された無線周波数（ＲＦ）ダイをさらに含む、例１乃至６のいずれかのＩＣパッケージアセンブリを含んでもよい。

さまざまな実施形態によれば、本開示は、多層パッケージアセンブリを組み立てる方法を記載している。上記の方法の例１１は、第１の側及び該第１の側に対向して配置された第２の側を有する第１の層を提供するステップと、第２の層を前記第１の層の前記第１の側と結合するステップと、第３の層を前記第１の層の前記第２の側と結合するステップと、前記第２の層の上に１つ又は複数のアンテナ素子を形成するステップとを含み、前記第１の層は、補強層であり、前記第２の層及び前記第３の層の引張係数よりも大きい引張係数を有する、方法を含んでもよい。上記の方法の例１２は、前記第２の層を前記第１の層の前記第１の側と結合するステップ及び前記第３の層を前記第１の層の前記第２の側と結合するステップは、積層により実行される、例１１の方法を含んでもよい。上記の方法の例１３は、前記１つ又は複数のアンテナ素子を形成するステップが、前記第２の層を金属でめっきするステップを含む、例１１及び１２のいずれかの方法を含んでもよい。上記の方法の例１４は、前記第１の層を貫くビア又はめっきされるスルーホール（ＰＴＨ）のための開口を形成するステップをさらに含む、例１３の方法を含んでもよい。上記の方法の例１５は、金属を堆積して、同じ金属堆積プロセスの間に前記開口を埋めるステップであって、前記同じ金属堆積プロセスは、前記１つ又は複数のアンテナ素子を形成するのに使用される、ステップをさらに含む、例１４の方法を含んでもよい。上記の方法の例１６は、前記第２の層の上にはんだマスク層を形成するステップをさらに含む、例１４の方法を含んでもよい。

さまざまな実施形態によれば、本開示は、コンピューティングデバイスを記載している。コンピューティングデバイスの例１７は、回路基板及び該回路基板と結合されている集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリを含むコンピューティングデバイスであって、前記ＩＣパッケージアセンブリが、第１の側及び該第１の側に対向して配置されている第２の側を有する第１の層と、該第１の層の前記第１の側と結合されている第２の層と、前記第２の層と結合されている１つ又は複数のアンテナ素子と、前記第１の層の前記第２の側と結合されている第３の層とを含み、前記第１の層は、補強層であり、前記第２の層及び前記第３の層の引張係数よりも大きい引張係数を有している、コンピューティングデバイスを含んでもよい。コンピューティングデバイスの例１８は、前記第３の層の第１の側が、前記第１の層の前記第２の側に結合されており、前記ＩＣパッケージアセンブリが、前記第３の層の第２の側の上に堆積されている電気的ルーティング特徴をさらに含み、前記第３の層の前記第２の側が、前記第３の層の前記第１の側と対向して配置されており、ビア構造又はめっきされているスルーホール構造が、前記電気的ルーティング特徴及び前記１つ又は複数のアンテナ素子と結合されており、前記ビア構造又は前記めっきされているスルーホール構造が、前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層を貫いて伸びている、例１７のコンピューティングデバイスを含んでいてもよい。コンピューティングデバイスの例１９は、前記第１の層が水平方向に広がっている面を定義しており、前記水平方向に電気信号をルーティングするめっきされている金属特徴のいずれも、前記第１の層の上に直接堆積されない、例１７及び１８のいずれかのコンピューティングデバイスを含んでもよい。コンピューティングデバイスの例２０は、前記コンピューティングデバイスが、前記回路基板と結合されているディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、タッチスクリーンコントローラ、バッテリー、オーディオコーデック、ビデオコーデック、電力増幅器、全地球的測位システム（ＧＰＳ）デバイス、コンパス、ガイガーカウンタ、加速度計、ジャイロスコープ、スピーカー、又はカメラの１つ又は複数を含むモバイルコンピューティングデバイスである、例１７及び１８のいずれかのコンピューティングデバイスを含んでもよい。

さまざまな実施形態は、（「及び」を「及び／又は」としてもよい）上記の接続語形式（「及び」で示される）で記載されている複数の実施形態の代替的な（「又は」で示される）実施形態を含む実施形態のいずれかの適切な組み合わせを含んでいてもよい。さらに、実施形態のうちのいくつかは、（不揮発性コンピュータ読み取り可能媒体等に）格納されているプログラム命令を有する（不揮発性コンピュータ読み取り可能媒体等の）１つ又は複数の製品を含んでもよく、上記のプログラム命令は、実行されたときに、上記の複数の実施形態のいずれかの動作を実装する。さらに、また、複数の実施形態のいくつかは、上記の実施形態のさまざまな動作を実行するための適切な手段を有する装置又はシステムを含んでもよい。

要約に記載されている事項を含む、例示的な実装の上記の記載は、本開示の実施形態を開示されている厳密な形式に限定する意図を有しているものではない。本明細書では、例示的な目的で特定の実装及び例を説明しているが、関連する技術分野の当業者であれば認識することができるように、本開示の範囲内でさまざまな等価な変更が可能である。

上記の詳細な説明に照らして、これらの変更が本開示の実施形態に対してなされうる。以下の特許請求の範囲で使用されている用語は、本開示のさまざまな実施形態を明細書及び特許請求の範囲に開示されている特定の実装に限定するものと解釈されるべきではない。むしろ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって全体として決定されるべきであり、請求項に記載された発明の解釈上の確立された原理に従って解釈されるべきものである。

Claims (20)

1. 集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリであって、
   第１の側及び該第１の側に対向して配置されている第２の側を有している第１の層と、
   前記第１の層の前記第１の側と結合されている第２の層と、
   前記第２の層と結合されている１つ又は複数のアンテナ素子と、
   前記第１の層の前記第２の側と結合されている第３の層とを含み、
   前記第１の層は、補強層であり、前記第２の層及び前記第３の層の引張係数よりも大きい引張係数を有している、
   集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
2. 前記第２の層及び前記第３の層は同一の材料組成を有しており、
   前記第２の層及び前記第３の層の表面粗度は前記第１の層の表面粗度よりも小さい、請求項１に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
3. 前記第１の層は液晶ポリマー（ＬＣＰ）又はプリプレグ材料を含み、
   前記第２の層及び前記第３の層は液晶ポリマー（ＬＣＰ）又はエポキシベースの材料を含む、請求項１に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
4. 前記第１の層はガラスを含むＬＣＰを含み、
   前記第２の層及び前記第３の層はガラスを含まないＬＣＰを含む、請求項３に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
5. 前記１つ又は複数のアンテナ素子は前記第２の層の上に形成されている１つ又は複数のめっきされている金属特徴を含む、請求項１に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
6. 前記第３の層の第１の側が前記第１の層の前記第２の側と結合されており、前記集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリは、
   前記第３の層の第２の側に配置されている電気的ルーティング特徴であって、前記第３の層の前記第２の側は前記第３の層の前記第１の側と対向して配置されている、電気的ルーティング特徴と、
   前記電気的ルーティング特徴及び前記１つ又は複数のアンテナ素子と結合されているビア構造又はめっきされているスルーホール構造であって、該ビア構造又は該めっきされているスルーホール構造は前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層を貫通して伸びている、ビア構造又はめっきされているスルーホール構造とをさらに含む、請求項１に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
7. 前記第１の層は水平方向に広がっている面を定義しており、
   前記水平方向に電気信号をルーティングするめっきされている金属特徴のいずれもが前記第１の層の上に直接的には堆積されていない、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
8. 前記１つ又は複数のアンテナ素子は第１の容量性素子を含み、前記集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリは、
   前記第３の層に直接的に結合されている第２の容量性素子を含み、前記第１の容量性素子及び前記第２の容量性素子は多層容量性結合アンテナの構成要素である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
9. 第１の側及び該第１の側と対向して配置されている第２の側を有する第４の層と、
   前記第４の層の前記第１の側と結合されている第５の層と、
   前記第４の層の前記第２の側と結合されている第６の層とを含み、
   前記第４の層は引張係数を有する補強層であり、前記引張係数は前記第５の層及び前記第６の層の引張係数よりも大きく、前記第５の層は前記第３の層と結合されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
10. 前記第３の層に結合されているアンテナ接地層と、
    前記アンテナ接地層と結合されている無線周波数（ＲＦ）ダイとを含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリ。
11. 多層パッケージアセンブリを組み立てる方法であって、
    第１の側及び該第１の側に対向して配置される第２の側を有する第１の層を提供するステップと、
    第２の層を前記第１の層の前記第１の側と結合するステップと、
    第３の層を前記第１の層の前記第２の側と結合するステップと、
    前記第２の層の上に１つ又は複数のアンテナ素子を形成するステップとを含み、
    前記第１の層は、補強層であり、前記第２の層及び前記第３の層の引張係数よりも大きい引張係数を有する、
    方法。
12. 前記第２の層を前記第１の層の前記第１の側と結合するステップ及び前記第３の層を前記第１の層の前記第２の側と結合するステップは、積層によって実行される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記１つ又は複数のアンテナ素子を形成するステップは前記第２の層を金属でめっきするステップを含む、請求項１１及び１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層を貫くビア又はめっきされるスルーホール（ＰＴＨ）のための開口を形成するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 金属を堆積して、同じ金属堆積プロセスの間に前記開口を埋めるステップであって、前記同じ金属堆積プロセスは前記１つ又は複数のアンテナ素子を形成するのに使用される、前記開口を埋めるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２の層の上にはんだマスク層を形成するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
17. コンピューティングデバイスであって、
    回路基板と、
    前記回路基板と結合されている集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリと、を含み、該集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリは、
    第１の側及び該第１の側に対向して配置されている第２の側を有している第１の層と、
    前記第１の層の前記第１の側と結合されている第２の層と、
    前記第２の層と結合されている１つ又は複数のアンテナ素子と、
    前記第１の層の前記第２の側と結合されている第３の層とを含み、
    前記第１の層は、補強層であり、前記第２の層及び前記第３の層の引張係数よりも大きい引張係数を有している、コンピューティングデバイス。
18. 前記第３の層の第１の側は前記第１の層の前記第２の側と結合されており、前記集積回路（ＩＣ）パッケージアセンブリは、
    前記第３の層の第２の側に配置されている電気的ルーティング特徴であって、前記第３の層の前記第２の側は前記第３の層の前記第１の側と対向して配置されている、電気的ルーティング特徴と、
    前記電気的ルーティング特徴及び前記１つ又は複数のアンテナ素子と結合されているビア構造又はめっきされているスルーホール構造であって、該ビア構造又は該めっきされているスルーホール構造は前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層を貫通して伸びている、ビア構造又はめっきされているスルーホール構造とをさらに含む、請求項１７に記載のコンピューティングデバイス。
19. 前記第１の層は水平方向に広がっている面を定義しており、
    前記水平方向に電気信号をルーティングするめっきされている金属特徴のいずれもが前記第１の層の上に直接的には堆積されていない、請求項１７及び１８のいずれか１項に記載のコンピューティングデバイス。
20. 前記コンピューティングデバイスは、前記回路基板と結合されているディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、タッチスクリーンコントローラ、バッテリー、オーディオコーデック、ビデオコーデック、電力増幅器、全地球的測位システム（ＧＰＳ）デバイス、コンパス、ガイガーカウンタ、加速度計、ジャイロスコープ、スピーカー、又はカメラの１つ又は複数を含むモバイルコンピューティングデバイスである、請求項１７及び１８のいずれか１項に記載のコンピューティングデバイス。

Images