JP2010034254A

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Publication number: JP2010034254A
Application number: JP2008194408A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kobashi; 昌浩小橋; Bunichi Mizutani; 文一水谷
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-02-12

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】多数の二次元集積回路層を積層した場合であっても、各に次元集積回路層で発生する熱を外部に放熱可能であり、三次元ＬＳＩの薄型化が可能、かつ簡便な工程で製造可能な三次元ＬＳＩを提供する。
【解決手段】第一の二次元集積回路層２と、絶縁性の接着層１と、第二の二次元集積回路層２とをこの順に備え、該接着層１の、積層面と平行方向の熱伝導性が、積層面と垂直方向の熱伝導性よりも高いことを特徴とし、三次元ＬＳＩの熱を、効率よく外部に逃がすことができる。また、２次元集積回路層２および接着層１を導通する高熱伝導性部材４が形成され、放熱性を更に改善している。
【選択図】図３Even when a large number of two-dimensional integrated circuit layers are stacked, heat generated in each of the two-dimensional integrated circuit layers can be dissipated to the outside, and a three-dimensional LSI can be made thin and a simple process 3D LSIs that can be manufactured at
A first two-dimensional integrated circuit layer, an insulating adhesive layer, and a second two-dimensional integrated circuit layer are provided in this order, and the adhesive layer is arranged in a direction parallel to the laminated surface. The heat conductivity is higher than the heat conductivity in the direction perpendicular to the laminated surface, and the heat of the three-dimensional LSI can be efficiently released to the outside. In addition, a high thermal conductive member 4 that conducts the two-dimensional integrated circuit layer 2 and the adhesive layer 1 is formed to further improve heat dissipation.
[Selection] Figure 3

Description

Translated fromJapanese

本発明は、二次元集積回路層を多数積層した高密度な三次元ＬＳＩに関する。 The present invention relates to a high-density three-dimensional LSI in which a number of two-dimensional integrated circuit layers are stacked.

近年の電子機器の小型化、高機能化に伴い、これらに搭載されるＬＳＩ（半導体集積性回路装置）の高密度化、高集積化が求められている。
これまでは、主として回路の微細化によってＬＳＩの高密度化、高集積化が図られてきたが、最近になって、ＬＳＩの三次元化による方法も提案されつつある（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照）。三次元ＬＳＩでは、Ｓｉ等の基板上に二次元集積回路を形成したチップを積層するが、このような三次元ＬＳＩにおいては、各二次元集積回路層から発生した熱が放熱されにくく、内部に蓄熱されやすいという課題があった。
特開２００１−２５０９１３号公報特開２００７−７３８２６号公報特表２００２−５２１８４４号公報With recent downsizing and higher functionality of electronic devices, there is a demand for higher density and higher integration of LSIs (semiconductor integrated circuit devices) mounted on them.
Until now, LSIs have been mainly densified and highly integrated by circuit miniaturization, but recently, a method using three-dimensional LSIs has also been proposed (for example,Patent Document 1, Patent).Reference 2 and Patent Reference 3). In a three-dimensional LSI, a chip in which a two-dimensional integrated circuit is formed is stacked on a substrate such as Si. However, in such a three-dimensional LSI, the heat generated from each two-dimensional integrated circuit layer is difficult to dissipate and is internally contained. There was a problem that it was easy to store heat.
JP 2001-250913 A JP 2007-73826 A JP-T-2002-521844

このような課題を解決するため、従来のＬＳＩチップを積層した３次元ＬＳＩにおいては、高熱伝導性のＳｉ等の基板から熱を逃がす設計が考えられていた。
しかしながら、このような方法で三次元回路を形成するには、基板を貫通する配線が必要であるため、その加工性から基板の薄化が求められており、さらには、基板の代わりに、接着層上にＳｉ等の薄層を成膜して用いることも考えられている。したがってＳｉ等の基板から熱を逃がすことは困難になりつつある。In order to solve such a problem, in a conventional three-dimensional LSI in which LSI chips are stacked, a design for releasing heat from a substrate having high thermal conductivity such as Si has been considered.
However, in order to form a three-dimensional circuit by such a method, a wiring penetrating the substrate is required. Therefore, thinning of the substrate is required from the workability, and further, an adhesive is used instead of the substrate. It is also considered that a thin layer such as Si is formed on the layer. Therefore, it is becoming difficult to release heat from a substrate such as Si.

そこで、本発明では、多数の二次元集積回路層を積層した場合であっても、各二次元集積回路層から発生する熱を外部に放熱可能であり、三次元ＬＳＩの薄型化が可能、かつ簡便な工程で製造可能な三次元ＬＳＩを提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, even when a large number of two-dimensional integrated circuit layers are stacked, the heat generated from each two-dimensional integrated circuit layer can be dissipated to the outside, and the three-dimensional LSI can be thinned. It is an object to provide a three-dimensional LSI that can be manufactured by a simple process.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、複数の二次元集積回路層を接着するために用いられる接着層の接着面に平行方向の熱伝導性を、積層面に垂直方向の熱伝導性より高いものとすることにより、各二次元集積回路層から発生する熱を、接着層のエッジ側から三次元ＬＳＩの外部に放熱することが可能であることを見出した。さらに、このような構成とすれば、多数の二次元集積回路層を積層する場合においても、別途放熱のための部材等を設ける必要が少なく、簡便な工程で三次元ＬＳＩを製造可能であり、また三次元ＬＳＩを薄型化可能であることも見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined that the thermal conductivity in the direction parallel to the bonding surface of the bonding layer used for bonding a plurality of two-dimensional integrated circuit layers is perpendicular to the stacking surface. It has been found that heat generated from each two-dimensional integrated circuit layer can be dissipated from the edge side of the adhesive layer to the outside of the three-dimensional LSI by making the heat conductivity higher than that of the three-dimensional LSI. Furthermore, with such a configuration, even when a large number of two-dimensional integrated circuit layers are stacked, it is not necessary to provide a separate member for heat dissipation, and a three-dimensional LSI can be manufactured by a simple process. It has also been found that the three-dimensional LSI can be thinned.

本発明の要旨は、第一の二次元集積回路層と、絶縁性の接着層と、第二の二次元集積回路層とをこの順に備え、該接着層の積層面に平行方向の熱伝導性が、積層面に垂直方向の熱伝導性よりも高いことを特徴とする三次元ＬＳＩに存する。
また、該接着層の積層面に平行方向の熱伝導性が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。The gist of the present invention is that a first two-dimensional integrated circuit layer, an insulating adhesive layer, and a second two-dimensional integrated circuit layer are provided in this order, and the thermal conductivity in the direction parallel to the laminated surface of the adhesive layer However, the present invention resides in a three-dimensional LSI characterized by higher thermal conductivity in the direction perpendicular to the laminated surface.
The thermal conductivity in the direction parallel to the laminated surface of the adhesive layer is preferably 1.0 W / m · K or more.

この際、該接着層の厚さが１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
また上記三次元ＬＳＩは、該第一の二次元集積回路層、該接着層、及び該第二の二次元集積回路層を、各層の積層面に垂直方向に導通する高熱伝導性部材を備えることが好ましい。この高熱伝導性部材は、二次元集積回路のいずれの場所にあっても良く、外周部にあっても、内部にあって三次元ＬＳＩの外表面側に設けられる放熱部等と導通する構造としても良い。また、高熱伝導性部材は三次元ＬＳＩ内の回路から独立していてもよく、また配線の一部を兼ねていても良い。
また、積層される二次元集積回路層の数が３以上であることが好ましい。At this time, the thickness of the adhesive layer is preferably 1 μm or more and 50 μm or less.
In addition, the three-dimensional LSI includes a high thermal conductive member that conducts the first two-dimensional integrated circuit layer, the adhesive layer, and the second two-dimensional integrated circuit layer in a direction perpendicular to the laminated surface of each layer. Is preferred. This high thermal conductivity member may be located anywhere in the two-dimensional integrated circuit, and has a structure that is electrically connected to a heat radiating portion provided on the outer surface side of the three-dimensional LSI, even in the outer peripheral portion. Also good. Further, the high thermal conductivity member may be independent from the circuit in the three-dimensional LSI, or may also serve as part of the wiring.
Moreover, it is preferable that the number of two-dimensional integrated circuit layers to be stacked is three or more.

本発明によれば、各二次元集積回路層から発生する熱を、これらの二次元集積回路層を接着するための接着層のエッジ側等から放熱することが可能となる。したがって、三次元ＬＳＩが多数の二次元集積回路層を有する場合であっても、簡便な工程で、放熱性に優れた三次元ＬＳＩを形成することが可能であり、また別途、放熱のための機構を設ける必要が少ないことから、三次元ＬＳＩを薄型化することも可能となる。 According to the present invention, it is possible to dissipate heat generated from each two-dimensional integrated circuit layer from the edge side of the adhesive layer for bonding these two-dimensional integrated circuit layers. Therefore, even when the three-dimensional LSI has a large number of two-dimensional integrated circuit layers, it is possible to form a three-dimensional LSI with excellent heat dissipation by a simple process. Since there is little need to provide a mechanism, the three-dimensional LSI can be thinned.

以下、本発明について詳しく説明するが、本発明は以下の説明に制限されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following description, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist thereof.

本発明の三次元ＬＳＩは、第一の二次元集積回路層と、絶縁性の接着層と、第二の二次元集積回路層とをこの順に備えるものである。
本発明においては３層以上の二次元集積回路層を備えることが好ましく、５層以上の二次元集積回路層を備えることがより好ましい。また二次元集積回路層の数は、通常１０００層以下であり、好ましくは１００層以下、より好ましくは５０層以下である。これにより、チップ全体が厚くなりすぎるのを防ぐことができる。The three-dimensional LSI of the present invention comprises a first two-dimensional integrated circuit layer, an insulating adhesive layer, and a second two-dimensional integrated circuit layer in this order.
In the present invention, it is preferable to provide three or more two-dimensional integrated circuit layers, and more preferably to provide five or more two-dimensional integrated circuit layers. The number of two-dimensional integrated circuit layers is usually 1000 or less, preferably 100 or less, more preferably 50 or less. This can prevent the entire chip from becoming too thick.

本発明の三次元ＬＳＩにおいては、少なくとも２層の二次元集積回路層（本発明では、第一の二次元集積回路層及び第二の二次元集積回路層とする。）の間に積層される接着層が、後述する異方熱伝導性を有する接着層と積層されていれば、その他の層構成等に特に制限はないが、３層以上の二次元集積回路層どうしの層間に該異方熱伝導性を有する接着層が積層されていることが、三次元ＬＳＩの製造面や放熱性の面等から好ましく、さらには、全体の５割以上の二次元集積回路層の二次元集積回路層どうしの層間に該接着層が積層されていることが好ましく、特に全ての二次元集積回路層の二次元集積回路層どうしの層間に該接着層が積層されていることが好ましい。
以下、本発明の三次元ＬＳＩの各構成について説明する。In the three-dimensional LSI of the present invention, the two-dimensional integrated circuit layers (in the present invention, the first two-dimensional integrated circuit layer and the second two-dimensional integrated circuit layer) are stacked between at least two layers. If the adhesive layer is laminated with an adhesive layer having anisotropic thermal conductivity, which will be described later, there is no particular limitation on the other layer configurations, etc., but the anisotropic layer is formed between two or more two-dimensional integrated circuit layers. It is preferable that an adhesive layer having thermal conductivity is laminated from the viewpoint of 3D LSI manufacturing, heat dissipation, and the like. Furthermore, the 2D integrated circuit layer of the 2D integrated circuit layer is 50% or more of the whole. It is preferable that the adhesive layer is laminated between the layers, and it is particularly preferable that the adhesive layer is laminated between the two-dimensional integrated circuit layers of all the two-dimensional integrated circuit layers.
Hereinafter, each configuration of the three-dimensional LSI of the present invention will be described.

１．接着層
本発明において、複数の二次元集積回路層間に積層される接着層は、積層面に平行方向の熱伝導性が、積層面に垂直方向の熱伝導性よりも高い、すなわち異方熱伝導性を有することを特徴とする。接着層の積層面に垂直方向の熱伝導性より、接着層の積層面に平行方向の熱伝導性が高いことから、各二次元集積回路層で発生し、接着層に伝わった熱が、積層面に対して平行方向に伝わって、接着層のエッジ側、または後述する高熱導電性部材を設ける場合には、高熱伝導性部材と導通する放熱部から放熱されるものとすることができる。なお、放熱部は三次元ＬＳＩの任意の場所に設けられ、例えば三次元ＬＳＩの外表面側に設けられるものとすることができる。1. Adhesive layer In the present invention, an adhesive layer laminated between a plurality of two-dimensional integrated circuit layers has a thermal conductivity in a direction parallel to the laminated surface, which is higher than a thermal conductivity in a direction perpendicular to the laminated surface, that is, anisotropic heat conduction. It has the property. Since heat conductivity in the direction parallel to the laminated surface of the adhesive layer is higher than that in the direction perpendicular to the laminated surface of the adhesive layer, heat generated in each two-dimensional integrated circuit layer and transmitted to the adhesive layer is laminated. In the case of providing an edge side of the adhesive layer or a high thermal conductive member to be described later, the heat can be radiated from a heat radiating portion that is electrically connected to the high thermal conductive member. Note that the heat radiating portion is provided at an arbitrary location of the three-dimensional LSI, and can be provided, for example, on the outer surface side of the three-dimensional LSI.

該接着層の接着面に平行方向、すなわち熱伝導方向の熱伝導率は、接着層の接着面に垂直方向の熱伝導率の１．２倍以上であることが好ましく、１．４倍以上がより好ましく、１．６倍以上であることが好ましい。また上限は通常１００倍である。上記下限値未満である場合には、積層面に平行方向への優れた熱伝導効果が得られない場合がある。 The thermal conductivity in the direction parallel to the adhesive surface of the adhesive layer, that is, in the heat conduction direction, is preferably 1.2 times or more of the thermal conductivity in the direction perpendicular to the adhesive surface of the adhesive layer, and 1.4 times or more. More preferably, it is 1.6 times or more. The upper limit is usually 100 times. When it is less than the above lower limit, an excellent heat conduction effect in a direction parallel to the laminated surface may not be obtained.

接着層の積層面に平行方向の熱伝導性は、具体的には１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、より好ましくは３．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに好ましくは３．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に好ましくは、４．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満では、優れた熱伝導効果を得ることが難しい場合があり、効率よく、接着層のエッジ側または、任意の場所の上部または下部の放熱部と導通する高熱伝導性部材から放熱することが困難となる場合がある。 Specifically, the thermal conductivity in the direction parallel to the laminated surface of the adhesive layer is preferably 1.0 W / m · K or more, more preferably 3.0 W / m · K or more, and still more preferably 3.5 W. / M · K or more, particularly preferably 4.0 W / m · K or more. If the thermal conductivity is less than 1.0 W / m · K, it may be difficult to obtain an excellent heat conduction effect, and it is efficiently connected to the edge side of the adhesive layer or the upper or lower heat radiation part at any place. It may be difficult to dissipate heat from the high thermal conductivity member.

また、接着層の接着層に垂直方向の熱伝導性は０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、より好ましくは１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに好ましくは２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。これにより、上下の二次元集積回路層から効率よく熱を吸収し水平方向に逃がすことができ、三次元ＬＳＩ内部に蓄熱されることを防ぐことができる。 The thermal conductivity in the direction perpendicular to the adhesive layer of the adhesive layer is preferably 0.5 W / m · K or more, more preferably 1.0 W / m · K or more, and still more preferably 2.0 W / m · K. K or more. As a result, heat can be efficiently absorbed from the upper and lower two-dimensional integrated circuit layers and released in the horizontal direction, thereby preventing heat from being stored inside the three-dimensional LSI.

接着層の膜厚としては、通常１μｍ以上であり、好ましくは１．５μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上である。また通常５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。 The film thickness of the adhesive layer is usually 1 μm or more, preferably 1.5 μm or more, more preferably 2 μm or more. Moreover, it is 50 micrometers or less normally, Preferably it is 30 micrometers or less, More preferably, it is 20 micrometers or less.

また接着層は、電気絶縁性が高いことが好ましく、体積抵抗率としては、通常１０^１４Ωｃｍ以上、好ましくは１０^１５Ωｃｍ以上、より好ましくは１０^１６Ωｃｍ以上である。これにより、第一の二次元集積回路層と第二の二次元集積回路層との間の絶縁性を十分なものとすることができる。The adhesive layer is preferably a high electrical insulating property, a volume resistivity, typically^{10 14} [Omega] cm or higher, preferably^{10 15} [Omega] cm or higher, more preferably^{10 16} [Omega] cm or more. Thereby, the insulation between the first two-dimensional integrated circuit layer and the second two-dimensional integrated circuit layer can be made sufficient.

またさらに接着層は、耐熱性を有することが好ましく、２６０℃における弾性率が好ましくは５×１０^４Ｐａ以上、より好ましくは１×１０^５Ｐａ以上、さらに好ましくは３×１０^５Ｐａ以上である。これにより、三次元ＬＳＩ中で安定して用いることが可能となる。Furthermore, the adhesive layer preferably has heat resistance, and the elastic modulus at 260 ° C. is preferably 5 × 10⁴ Pa or more, more preferably 1 × 10⁵ Pa or more, and further preferably 3 × 10⁵ Pa or more. . As a result, it can be used stably in a three-dimensional LSI.

このような接着層の材料としては、例えば（１）高分子材料中に、一定方向に配向性を有する熱伝導性充填材料を含有させた樹脂組成物や、（２）配向性を有する部分を構造中に含む高分子材料等が挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。 As a material for such an adhesive layer, for example, (1) a resin composition containing a thermally conductive filling material having orientation in a certain direction in a polymer material, or (2) a portion having orientation Examples thereof include a polymer material included in the structure. However, it is not limited to these.

（１）高分子材料中に、一定方向に配向性を有する熱伝導性充填材料を含有させた樹脂組成物
（一定方向に配向性を有する熱伝導性充填材料）
一定方向に配向性を有する熱伝導性充填材料としては、例えば形状が異方性を有する絶縁性の熱伝導性材料等が挙げられ、具体的には板状窒化アルミニウム、板状窒化ホウ素、繊維状窒化アルミニウム等が例として挙げられる。(1) A resin composition in which a thermally conductive filler having orientation in a certain direction is contained in a polymer material (thermal conductive filler having orientation in a certain direction)
Examples of the heat conductive filling material having orientation in a certain direction include insulating heat conductive materials having anisotropy in shape, such as plate-like aluminum nitride, plate-like boron nitride, and fiber. Examples thereof include aluminum nitride.

形状が異方性を有する熱伝導性充填材料のアスペクト比としては、通常３以上であることが好ましく、より好ましくは５以上である。これにより、熱伝導性充填材料の充填量を低減し接着層の接着性を充分なものとすることが可能となり、また、一定方向への配向性が十分なものとすることができ、接着層が異方熱伝導性を有するものとすることが可能となる。 The aspect ratio of the thermally conductive filler having an anisotropic shape is usually preferably 3 or more, more preferably 5 or more. As a result, it is possible to reduce the filling amount of the heat conductive filling material and to make the adhesive layer have sufficient adhesiveness, and to make the orientation in a certain direction sufficient, Can have anisotropic thermal conductivity.

ここで、一定方向に配向性を有する熱伝導性充填剤として例えば板状窒化ホウ素を用いる場合、板状長手方向長さ、板状扁平厚みについて特に制限はないが、長手方向長さが０．１μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以下であることが好ましい。また扁平厚みは０．０１μｍ以上であることが好ましく、２μｍ以下であることが好ましい。また平均の長手方向長さについては、接着層厚み等を考慮して適宜選択される。 Here, for example, when plate-like boron nitride is used as the thermally conductive filler having orientation in a certain direction, the plate-like longitudinal length and the plate-like flat thickness are not particularly limited, but the longitudinal length is 0.00. It is preferable that it is 1 micrometer or more, and it is preferable that it is 20 micrometers or less. Further, the flat thickness is preferably 0.01 μm or more, and preferably 2 μm or less. The average length in the longitudinal direction is appropriately selected in consideration of the adhesive layer thickness and the like.

また、形状に異方性のある熱伝導性充填材料は長手方向の熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。これにより、形状に異方性のある熱伝導性充填材料の長手方向を積層面に平行方向に配向させた場合に、接着層の積層面に平行方向の熱伝導性を良好なものとすることができる。 Moreover, it is preferable that the thermally conductive filling material having an anisotropic shape has a thermal conductivity in the longitudinal direction of 50 W / m · K or more. As a result, when the longitudinal direction of the thermally conductive filler having an anisotropic shape is oriented parallel to the laminated surface, the thermal conductivity in the parallel direction to the laminated surface of the adhesive layer should be good. Can do.

なお、上記一定方向に配向性を有する熱伝導性充填材料と配向性を有さない熱伝導性充填材料、例えば球状の銅、銀、アルミニウム、ニッケル等を組み合わせても良い。 In addition, you may combine the heat conductive filler which has the orientation in the said fixed direction, and the heat conductive filler which does not have orientation, for example, spherical copper, silver, aluminum, nickel, etc.

熱伝導性充填剤は、接着層を形成するための樹脂組成物中に通常５体積％以上含有され、好ましくは１０体積％以上、より好ましくは１５体積％以上である。また、通常６０体積％以下含有され、好ましくは５０体積％以下、より好ましくは４０体積%以下である。上限値を越える場合には、ペーストとならず塗布ができなくなる可能性があり、また下限値未満である場合には充分な熱伝導性が得られない可能性がある。 The heat conductive filler is usually contained in the resin composition for forming the adhesive layer in an amount of 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, more preferably 15% by volume or more. Further, it is usually contained by 60% by volume or less, preferably 50% by volume or less, more preferably 40% by volume or less. If it exceeds the upper limit, it may not be a paste and cannot be applied, and if it is less than the lower limit, sufficient thermal conductivity may not be obtained.

（高分子材料）
高分子材料としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、架橋ゴム等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のエチレン−α−オレフィン共重合体、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、フッ素樹脂（ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、変性ＰＰＥ樹脂、脂肪族ポリアミド類、芳香族ポリアミド類、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリメタクリル酸類（ポリメタクリル酸メチル等のポリメタクリル酸エステル）、ポリアクリル酸類、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルケトン、ポリケトン、液晶ポリマー、アイオノマー等が挙げられる。(Polymer material)
Examples of the polymer material include a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, a thermosetting resin, and a crosslinked rubber.
Thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, ethylene-α-olefin copolymers such as ethylene-propylene copolymer, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, and ethylene-vinyl acetate copolymer. , Polyvinyl alcohol, polyacetal, fluorine resin (polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc.), polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polyacrylonitrile, styrene-acrylonitrile copolymer, ABS resin, polyphenylene ether (PPE) ) Resin, modified PPE resin, aliphatic polyamide, aromatic polyamide, polyimide, polyamideimide, polymethacrylic acid (polymer such as polymethylmethacrylate) Acrylic acid ester), polyacrylic acids, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether sulfone, polyether nitrile, polyether ketone, polyketone, liquid crystal polymer, ionomer and the like.

熱可塑性エラストマーとしては、スチレン−ブタジエン共重合体及びスチレン−イソプレンブロック共重合体とそれらの水添物、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。 As thermoplastic elastomers, styrene-butadiene copolymers and styrene-isoprene block copolymers and their hydrogenated products, styrene thermoplastic elastomers, olefin thermoplastic elastomers, vinyl chloride thermoplastic elastomers, polyester thermoplastics Examples thereof include elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, and the like.

熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ビスマレイミド、ベンゾシクロブテン、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート、シリコーン樹脂、ポリウレタン、ポリイミドシリコーン、ポリベンゾオキサゾール、熱硬化型ＰＰＥ樹脂、熱硬化型変性ＰＰＥ樹脂等が挙げられる。 Thermosetting resins include epoxy resin, acrylic resin, polyimide, bismaleimide, benzocyclobutene, phenol resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate, silicone resin, polyurethane, polyimide silicone, polybenzoxazole, thermosetting PPE resin And thermosetting modified PPE resin.

架橋ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。 As the crosslinked rubber, natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, butyl rubber, Halogenated butyl rubber, fluorine rubber, urethane rubber, silicone rubber and the like can be mentioned.

これらの高分子材料は、一種を単独で用いても、二種以上を適宜組み合わせて用いてもよく、二種以上の高分子材料からなるポリマーアロイを使用してもよい。また、高分子材料の架橋方法については特に限定されず、熱硬化、光硬化、湿気硬化等、公知の架橋方法を採用することができる。
なお、これらの高分子材料の中でも、エポキシ樹脂、ポリイミド、アクリル樹脂等が接着性の面からより好ましい。
また、これらの高分子材料にレジスト性を付与しても良い。These polymer materials may be used singly or in appropriate combination of two or more, or a polymer alloy composed of two or more polymer materials may be used. Moreover, it does not specifically limit about the crosslinking method of a polymeric material, Well-known crosslinking methods, such as thermosetting, photocuring, and moisture curing, are employable.
Among these polymer materials, epoxy resin, polyimide, acrylic resin, and the like are more preferable from the viewpoint of adhesiveness.
Further, resist properties may be imparted to these polymer materials.

（その他）
また、樹脂組成物には必要に応じて顔料、染料、蛍光増白剤、分散剤、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、可塑剤、溶剤、ガラス繊維等の補強材等を混合することも可能である。また上記以外の高分子材料や熱伝導性充填剤等を含有していてもよい。(Other)
In addition, pigments, dyes, fluorescent brighteners, dispersants, stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, antioxidants, thermal stabilizers, lubricants, plasticizers, solvents, glass are optionally added to the resin composition. It is also possible to mix reinforcing materials such as fibers. Moreover, you may contain polymeric materials other than the above, a heat conductive filler, etc.

（成膜方法）
上記樹脂組成物を用いた接着層の成膜方法としては、上記熱伝導性充填剤及び高分子材料を含有する樹脂組成物を、例えば第一の二次元集積回路層上に塗布し、この樹脂組成物上に第二の二次元集積回路層を載置し固化する。この固化前の塗布プロセスにおいて流動場、せん断場がかかるようにして上記熱伝導性充填材料を一定方向に配向させる。なお、塗布プロセス配向後固化前に磁場及び電場を利用してさらに配向を行っても良い。(Film formation method)
As a method for forming an adhesive layer using the resin composition, a resin composition containing the thermal conductive filler and a polymer material is applied onto, for example, a first two-dimensional integrated circuit layer, and the resin is formed. A second two-dimensional integrated circuit layer is placed on the composition and solidified. In the coating process before solidification, the heat conductive filling material is oriented in a certain direction so that a flow field and a shear field are applied. Further, the orientation may be further performed using a magnetic field and an electric field after the coating process orientation and before solidification.

上記塗布方法としては、スクリーン印刷、スピンコーターによる塗布、ダイコーターによる塗布、ディスペンサーからの塗布等が挙げられる。 Examples of the coating method include screen printing, coating with a spin coater, coating with a die coater, coating from a dispenser, and the like.

なお、上記高分子材料の硬化方法については特に制限はなく、高分子材料の種類等に合わせて、熱硬化、紫外線や可視光硬化、常温硬化、湿気硬化等、公知のあらゆる硬化方法を用いることができる。 In addition, there is no restriction | limiting in particular about the curing method of the said polymeric material, According to the kind of polymeric material, etc., using well-known curing methods, such as thermosetting, ultraviolet-ray, visible light curing, normal temperature curing, and moisture curing. Can do.

（２）配向性を有する部分を構造中に含む高分子材料を含有する樹脂組成物
（配向性を有する部分を構造中に含む高分子材料）
配向性を有する部分を構造中に含む高分子材料としては、例えば特開２００７−３３２１９６号公報に記載されている４，４’−ジヒドロキシビフェニルメタンのグリシジル化物とビフェノールのグリシジル化物からなる混合エポキシ樹脂に対し、ビフェノールを反応させた変性エポキシ樹脂や、特公第３９８１６４１号公報に記載されている、分子中に２個以上の反応基を有し、適切な方法で硬化させることにより三次元構造を形成する反応硬化型樹脂等が挙げられ、これらの中でも、その分子鎖を配向させ易いことから、分子内にメソゲン基を有する液晶性反応硬化型樹脂が好ましい。これらの高分子材料は、１種、または２種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。(2) Resin composition containing a polymer material containing a portion having orientation in the structure (polymer material containing a portion having orientation in the structure)
Examples of the polymer material containing a portion having orientation in the structure include, for example, a mixed epoxy resin composed of a glycidylated product of 4,4′-dihydroxybiphenylmethane and a glycidylated product of biphenol described in JP-A-2007-332196. On the other hand, a modified epoxy resin reacted with biphenol, or Japanese Patent Publication No. 3981641, has two or more reactive groups in the molecule and is cured by an appropriate method to form a three-dimensional structure. Examples thereof include a reaction curable resin to be formed. Among these, a liquid crystalline reaction curable resin having a mesogenic group in the molecule is preferable because the molecular chain is easily oriented. These polymer materials can be used alone or in combination of two or more in any ratio and combination.

なお、高分子材料として反応硬化型樹脂を用いる場合、樹脂組成物は、反応硬化型樹脂を硬化させる硬化剤を含有することが好ましい。硬化剤のタイプは、反応硬化型樹脂と混合した状態で保存することができ、加熱や紫外線照射等によって反応硬化型樹脂を硬化させる一液性（潜在性）硬化剤でもよく、反応硬化型樹脂と混合することによって反応性硬化樹脂を硬化させる二液性硬化剤でもよい。樹脂組成物に硬化剤を配合する場合、一種の硬化剤を配合してもよく、複数の硬化剤を任意の比率及び組み合わせで配合してもよい。 When a reaction curable resin is used as the polymer material, the resin composition preferably contains a curing agent that cures the reaction curable resin. The type of curing agent can be stored in a mixed state with a reactive curable resin, and may be a one-component (latent) curing agent that cures the reactive curable resin by heating, ultraviolet irradiation, or the like. It may be a two-component curing agent that cures the reactive curable resin by mixing. When mix | blending a hardening | curing agent with a resin composition, a kind of hardening | curing agent may be mix | blended and you may mix | blend several hardening | curing agents by arbitrary ratios and combinations.

反応硬化型樹脂に対する硬化剤の配合量は、反応基１モルに対して硬化剤の化学当量が通常０．００５当量以上、好ましくは０．０１当量以上、より好ましくは０．５当量以上であり、また通常５当量以下、好ましくは３当量以下、より好ましくは１．５当量以下である。
なお、上記硬化剤としては、例えば特公第３９８１６４１号公報に記載されたもの等を用いることができる。The compounding amount of the curing agent with respect to the reactive curable resin is such that the chemical equivalent of the curing agent is usually 0.005 equivalent or more, preferably 0.01 equivalent or more, more preferably 0.5 equivalent or more with respect to 1 mol of the reactive group. Moreover, it is 5 equivalent or less normally, Preferably it is 3 equivalent or less, More preferably, it is 1.5 equivalent or less.
In addition, as said hardening | curing agent, what was described in Japanese Patent Publication No. 3981641, etc. can be used, for example.

（熱伝導性充填剤）
樹脂組成物中には、上記配向性を有する部分を構造中に含む高分子材料と併せて熱伝導性充填剤を含有させることができる。なお、上記配向性を有する部分を構造中に含む高分子材料自体が熱伝導性を有する場合には、熱伝導性充填剤を含有しなくてもよいが、例えば接着層の熱伝導性をさらに向上させる場合には熱伝導性充填剤を含有することが好ましい。(Thermal conductive filler)
In the resin composition, a thermally conductive filler can be contained together with the polymer material containing the above-mentioned portion having orientation in the structure. In addition, when the polymer material itself including the portion having the orientation in the structure has thermal conductivity, the thermal conductive filler may not be included. When improving, it is preferable to contain a heat conductive filler.

熱伝導性充填剤の具体例としては、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物、金属被覆樹脂、炭素繊維、黒鉛化炭素繊維、天然黒鉛、人造黒鉛、球状黒鉛粒子、メソカーボンマイクロビーズ、ウィスカー状カーボン、マイクロコイル状又はナノコイル状カーボン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等が挙げられる。金属としては、銀、銅、金、白金、アルミニウム、ジルコン等、金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等、金属窒化物としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等、金属窒化物としては、炭化ケイ素、炭化タングステン等、金属水酸化物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは１種または２種以上を任意の比率及び組み合わせで用いることができる。
本発明においては、これらの中でも電気絶縁性の熱伝導性充填剤が好ましく、例えば上記の中でも金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物等が挙げられる。Specific examples of the thermally conductive filler include metals, metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal hydroxides, metal-coated resins, carbon fibers, graphitized carbon fibers, natural graphite, artificial graphite, and spherical graphite particles. , Mesocarbon microbeads, whisker-like carbon, microcoiled or nanocoiled carbon, carbon nanotube, carbon nanohorn, and the like. Metals include silver, copper, gold, platinum, aluminum, zircon, etc. Metal oxides include aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, etc. Metal nitrides include boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, etc. Examples of the nitride include silicon carbide and tungsten carbide, and examples of the metal hydroxide include aluminum hydroxide and magnesium hydroxide. These can be used alone or in combination of two or more in any ratio and combination.
In the present invention, among these, an electrically insulating thermally conductive filler is preferable, and examples thereof include metal oxides, metal nitrides, metal carbides and the like.

熱伝導性充填剤の配合量は、高分子材料１００重量部に対して、通常５重量部以上、好ましくは３０重量部以上、より好ましくは５０重量部以上である。また通常８００重量部以下、より好ましくは６００重量部以下、さらに好ましくは５００重量部以下である。上記下限値未満の場合、接着層の熱伝導性が不十分となる場合がある。一方、上記上限値を超える場合には、樹脂組成物の粘度が増大し、高分子材料中に熱伝導性充填剤を均一に分散させることが困難となる場合がある。 The compounding amount of the heat conductive filler is usually 5 parts by weight or more, preferably 30 parts by weight or more, more preferably 50 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the polymer material. Moreover, it is 800 parts weight or less normally, More preferably, it is 600 parts weight or less, More preferably, it is 500 parts weight or less. If it is less than the above lower limit, the thermal conductivity of the adhesive layer may be insufficient. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the viscosity of the resin composition increases, and it may be difficult to uniformly disperse the thermally conductive filler in the polymer material.

（その他）
また、樹脂組成物には必要に応じて顔料、染料、蛍光増白剤、分散剤、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、可塑剤、溶剤、ガラス繊維等の補強材等を混合することも可能である。また、上記以外の高分子材料等を含有していてもよい。(Other)
In addition, pigments, dyes, fluorescent brighteners, dispersants, stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, antioxidants, thermal stabilizers, lubricants, plasticizers, solvents, glass are optionally added to the resin composition. It is also possible to mix reinforcing materials such as fibers. Moreover, polymeric materials other than the above may be contained.

（成膜方法）
上記高分子材料を含有する樹脂組成物を用いて接着層を形成する方法としては、例えば第一の二次元集積回路層上に塗布しこの樹脂組成物上に第二の二次元集積回路層を載置し固化する。この固化前の塗布プロセスにおいて流動場、せん断場がかかるようにして上記熱伝導性充填材料を一定方向に配向させる。なお、塗布プロセス配向後固化前に磁場及び電場を利用してさらに配向を行っても良い。
上記塗布方法としては、スクリーン印刷、スピンコーターによる塗布、ダイコーターによる塗布、ディスペンサーからの塗布等が挙げられる。(Film formation method)
As a method for forming an adhesive layer using a resin composition containing the above polymer material, for example, a second two-dimensional integrated circuit layer is coated on the first two-dimensional integrated circuit layer and a second two-dimensional integrated circuit layer is formed on the resin composition. Place and solidify. In the coating process before solidification, the heat conductive filling material is oriented in a certain direction so that a flow field and a shear field are applied. Further, the orientation may be further performed using a magnetic field and an electric field after the coating process orientation and before solidification.
Examples of the coating method include screen printing, coating with a spin coater, coating with a die coater, coating from a dispenser, and the like.

また、上記高分子材料の硬化方法については特に制限はなく、高分子材料の種類等に合わせて、熱硬化、紫外線や可視光硬化、常温硬化、湿気硬化等、公知のあらゆる硬化方法を用いることができる。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the curing method of the said polymeric material, According to the kind etc. of polymeric materials, using all well-known curing methods, such as thermosetting, ultraviolet rays, visible light curing, normal temperature curing, and moisture curing. Can do.

２．二次元集積回路層
本発明の三次元ＬＳＩに用いられる二次元集積回路層は、所定の集積回路が形成されたものであれば特に制限はなく、例えばＳｉ等を用いた単一ウエハであってもよく、また例えば絶縁膜上に薄いシリコン単結晶層を形成した半導体基板（ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ））等としてもよい。2. Two-dimensional integrated circuit layer The two-dimensional integrated circuit layer used in the three-dimensional LSI of the present invention is not particularly limited as long as a predetermined integrated circuit is formed. For example, a single wafer using Si or the like is used. Alternatively, for example, a semiconductor substrate (SOI (Silicon on Insulator)) in which a thin silicon single crystal layer is formed over an insulating film may be used.

各二次元集積回路層の膜厚は、通常８０μｍ以下であり、好ましくは６０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下である。 The film thickness of each two-dimensional integrated circuit layer is usually 80 μm or less, preferably 60 μm or less, more preferably 40 μm or less.

また、上記接着層を介して積層される複数の二次元集積回路層（例えば第一の二次元集積回路層及び第二の二次元集積回路層）は、通常、貫通電極等により接続される。なお、貫通電極が形成される貫通孔の側壁は、絶縁膜等により被覆されていることが好ましい。貫通電極は、例えばＣｕ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌ等の金属材料あるいはこれらの合金、またはポリシリコンやメタルシリコン等を用いて形成することができる。 In addition, a plurality of two-dimensional integrated circuit layers (for example, the first two-dimensional integrated circuit layer and the second two-dimensional integrated circuit layer) stacked via the adhesive layer are usually connected by a through electrode or the like. Note that the side wall of the through hole in which the through electrode is formed is preferably covered with an insulating film or the like. The through electrode can be formed using, for example, a metal material such as Cu, W, Ni, Au, Al or an alloy thereof, polysilicon, metal silicon, or the like.

複数の二次元集積回路層の積層は、上記接着層を用いて行なわれるものであれば特に制限はない。例えばそれぞれ所定の集積回路を形成した第一の二次元集積回路層と第二の二次元集積回路層とを、上記接着層を介して積層した後に貫通電極を形成するウエハ積層方式により積層してもよく、また例えば貫通電極が形成された二次元集積回路層をダイシング加工して固片化し、分離、分割し、第一の二次元集積回路層と第二の二次元集積回路層とを上記接着層を介して積層するチップ積層方式により積層してもよい。 The stacking of the plurality of two-dimensional integrated circuit layers is not particularly limited as long as it is performed using the adhesive layer. For example, a first two-dimensional integrated circuit layer and a second two-dimensional integrated circuit layer, each of which forms a predetermined integrated circuit, are stacked by the wafer stacking method in which a through electrode is formed after stacking through the adhesive layer. For example, the two-dimensional integrated circuit layer on which the through electrode is formed is diced into pieces, separated, separated, and divided into the first two-dimensional integrated circuit layer and the second two-dimensional integrated circuit layer. You may laminate | stack by the chip | tip lamination system laminated | stacked through an contact bonding layer.

３．高熱伝導性部材
また、本発明の三次元ＬＳＩは、第一の二次元集積回路層、接着層、及び第二の二次元集積回路層を導通する高熱伝導性部材を有することが好ましい。高熱伝導性部材は、三次元ＬＳＩにおいて、二次元集積回路間の電気的短絡が起きない場所であればいずれの場所にあっても良く、外周部にあっても、内部にあって三次元ＬＳＩの外表面側に設けられる放熱部等と導通する構造としても良い。また高熱伝導性部材は、三次元ＬＳＩ内の回路から独立していてもよく、また配線の一部を兼ねていてもよい。三次元ＬＳＩ内に高熱伝導性部材を有する場合には、上記接着層のエッジ側からだけでなく、該高熱伝導性部材や、高熱伝導性部材と導通された放熱部等からも外部への放熱が可能となる。また、高熱伝導性部材と導通される放熱部は、三次元ＬＳＩの任意の場所に設けられ、例えば三次元ＬＳＩの外表面側に設けられた任意の形状の部材とすること等ができる。放熱部の材料としては、例えば高熱伝導性部材に用いられる材料等と同様とすることができる。3. High Thermal Conductive Member The three-dimensional LSI of the present invention preferably has a high thermal conductive member that conducts through the first two-dimensional integrated circuit layer, the adhesive layer, and the second two-dimensional integrated circuit layer. The high thermal conductivity member may be located anywhere in the 3D LSI as long as an electrical short circuit between the 2D integrated circuits does not occur. It is good also as a structure connected with the thermal radiation part etc. which are provided in the outer surface side. Further, the high thermal conductivity member may be independent from the circuit in the three-dimensional LSI or may also serve as a part of the wiring. When a high thermal conductivity member is included in the three-dimensional LSI, heat is released not only from the edge side of the adhesive layer, but also from the high thermal conductivity member or a heat radiating portion connected to the high thermal conductivity member. Is possible. Further, the heat radiating portion that is electrically connected to the high thermal conductivity member is provided at an arbitrary location of the three-dimensional LSI, and can be, for example, a member having an arbitrary shape provided on the outer surface side of the three-dimensional LSI. The material of the heat radiating portion can be the same as the material used for the high thermal conductivity member, for example.

高熱伝導性部材としては、例えば三次元ＬＳＩ中に設けられた全ての二次元集積回路層及び接着層を導通するように形成されたものであってもよく、また例えば一部の二次元集積回路層及び接着層を導通するように形成されたもの等であってもよい。またその形状は特に制限はなく、例えば二次元集積回路層や接着層等を貫通して設けられる柱状のものであってもよく、また二次元集積回路層や接着層等の周囲に設けられたウォール状のもの等であってもよい。 As the high thermal conductive member, for example, all the two-dimensional integrated circuit layers and adhesive layers provided in the three-dimensional LSI may be formed so as to conduct, for example, some of the two-dimensional integrated circuits The layer and the adhesive layer may be formed so as to be conductive. The shape is not particularly limited, and may be, for example, a columnar shape penetrating a two-dimensional integrated circuit layer or an adhesive layer, or provided around a two-dimensional integrated circuit layer or an adhesive layer. It may be a wall or the like.

高熱伝導性部材の材料としては、高熱電導性部材が形成される位置や、その形状等に合わせて適宜選択され、例えば銀、銅等が用いられる。また高熱伝導性部材の熱伝導性としては、１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに好ましくは３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。上記値未満では、優れた熱伝導効果を得ることが難しい場合があり、効率よく、接着層のエッジ側から放熱することが困難となる場合がある。 The material of the high thermal conductivity member is appropriately selected according to the position where the high thermal conductivity member is formed, the shape thereof, and the like. For example, silver, copper, or the like is used. Further, the thermal conductivity of the high thermal conductivity member is preferably 15 W / m · K or more, more preferably 20 W / m · K or more, and further preferably 30 W / m · K or more. If it is less than the above value, it may be difficult to obtain an excellent heat conduction effect, and it may be difficult to efficiently dissipate heat from the edge side of the adhesive layer.

４．その他
また、本発明の三次元ＬＳＩは、上記二次元集積回路層、接着層等のほかに、必要に応じて適宜他の構成を有するものであってもよい。例えば二次元集積回路層を支持するための基板を有するものであってもよい。
また上記三次元ＬＳＩは、例えばフリップチップ接続、ワイヤーボンディング接続、またはＷ−ＣＳＰ（ＷａｔｅｒＬｅｖｅｌＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）法等により封止したもの等であってもよい。4). Others In addition to the two-dimensional integrated circuit layer, the adhesive layer, and the like, the three-dimensional LSI of the present invention may have other configurations as needed. For example, it may have a substrate for supporting the two-dimensional integrated circuit layer.
The three-dimensional LSI may be one sealed by, for example, flip-chip connection, wire bonding connection, or W-CSP (Water Level Chip Size Package) method.

（本発明の実施態様）
従来の三次元ＬＳＩは図1に示すようにそれぞれの基板３上に形成した二次元集積回路層２を接着層１等を介して多段に積み重ねたものであり、このときに二次元集積回路層２から発生する熱は、高熱伝導性の基板３を通して外部に逃がして蓄熱を防いでいた。しかしながら、このような三次元ＬＳＩにおいては、二次元集積回路層２どうしを、基板３を貫通する配線（図示省略）で接続する必要があった。そこでその加工性の向上のため、図２のように基板３を薄化することが試みられており、さらには基板３自体を蒸着法（ＰＶＤ）等により薄膜として形成することも考えられている。このように、高熱伝導性の基板３が薄化あるいは薄膜化した場合、十分な厚みを持たないため、逃がせる熱の量が二次元集積回路層２で発生する熱量よりも少なくなるという課題が起こりつつある。このため、接着層１にも熱を逃がす機能が求められるようになっていた。
ここで接着層１としては加工性の見地から、通常樹脂が用いられており、一般の樹脂はＳｉ等の基板に比して格段に熱伝導度が低い。したがって、接着層１中に充填剤を用いて接着層１の熱伝導度を向上させる技術等が用いられてきたが、基板３の熱伝導性と比較すると充分なものではない場合が多かった。(Embodiment of the present invention)
As shown in FIG. 1, a conventional three-dimensional LSI is formed by stacking two-dimensional integrated circuit layers 2 formed onrespective substrates 3 in multiple stages via anadhesive layer 1 or the like. The heat generated from 2 escaped to the outside through the highly heatconductive substrate 3 to prevent heat storage. However, in such a three-dimensional LSI, it is necessary to connect the two-dimensionalintegrated circuit layers 2 with wiring (not shown) penetrating thesubstrate 3. Therefore, in order to improve the workability, it has been attempted to thin thesubstrate 3 as shown in FIG. 2, and it is also considered that thesubstrate 3 itself is formed as a thin film by vapor deposition (PVD) or the like. . Thus, when the highly heat-conductive substrate 3 is thinned or thinned, it does not have a sufficient thickness, so that the amount of heat that can be released is less than the amount of heat generated in the two-dimensionalintegrated circuit layer 2. It is happening. For this reason, theadhesive layer 1 has also been required to have a function of releasing heat.
Here, a resin is usually used as theadhesive layer 1 from the viewpoint of workability, and a general resin has a much lower thermal conductivity than a substrate such as Si. Therefore, a technique for improving the thermal conductivity of theadhesive layer 1 using a filler in theadhesive layer 1 has been used, but it is often not sufficient as compared with the thermal conductivity of thesubstrate 3.

一方、本願発明では、積層面と平行方向の熱伝導性が、積層面と垂直方向の熱伝導性よりも高い接着層１を用いている。したがって、例えば図３に示すように、２層以上の二次元集積回路層２の間に接着層１を形成することにより、効率よく三次元ＬＳＩの外部へ熱を逃がすことができるようになる。なお、図３では、図の下方側の二次元集積回路層２のみが基板３と積層されているが、例えば図２のように、他の二次元集積回路層２についても基板３上に形成されていてもよい。また、本発明においては、例えば図３に示すように、二次元集積回路層２及び接着層１を導通する高熱伝導性部材４が形成されていることが、放熱性の面からより好ましい。 On the other hand, in this invention, theadhesive layer 1 whose heat conductivity in a direction parallel to the lamination surface is higher than that in the direction perpendicular to the lamination surface is used. Therefore, for example, as shown in FIG. 3, by forming theadhesive layer 1 between two or more two-dimensionalintegrated circuit layers 2, heat can be efficiently released to the outside of the three-dimensional LSI. In FIG. 3, only the two-dimensionalintegrated circuit layer 2 on the lower side of the figure is laminated with thesubstrate 3, but other two-dimensionalintegrated circuit layers 2 are also formed on thesubstrate 3 as shown in FIG. May be. In the present invention, for example, as shown in FIG. 3, it is more preferable from the viewpoint of heat dissipation that the high thermal conductive member 4 that conducts the two-dimensionalintegrated circuit layer 2 and theadhesive layer 1 is formed.

上述したように、本発明においては、接着層１は、水平方向には高熱伝導度を持つが鉛直方向の熱伝導性は通常の樹脂と同等以上の熱伝導度を持つ樹脂、あるいはそのような特性を持つように充填剤を添加した樹脂が好適に使用できる。 As described above, in the present invention, theadhesive layer 1 is a resin having a high thermal conductivity in the horizontal direction but a thermal conductivity in the vertical direction equal to or higher than that of a normal resin, or such a resin. A resin to which a filler is added so as to have characteristics can be suitably used.

本発明の三次元ＬＳＩは、放熱性が高く、また薄型化可能であることから、種々の電子機器等に好適に用いることができる。 Since the three-dimensional LSI of the present invention has high heat dissipation and can be thinned, it can be suitably used for various electronic devices.

従来の三次元ＬＳＩを説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the conventional three-dimensional LSI.基板を薄化した三次元ＬＳＩを説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining 3D LSI which thinned the board | substrate.基板を薄膜化した三次元ＬＳＩを説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the three-dimensional LSI which made the board | substrate thin film.

符号の説明Explanation of symbols

１：接着層
２：二次元集積回路層
３：基板
４：高熱伝導性部材1: Adhesive layer 2: Two-dimensional integrated circuit layer 3: Substrate 4: High thermal conductivity member

Claims

Translated fromJapanese

第一の二次元集積回路層と、絶縁性の接着層と、第二の二次元集積回路層とをこの順に備え、
該接着層の、積層面と平行方向の熱伝導性が、積層面と垂直方向の熱伝導性よりも高い
ことを特徴とする三次元ＬＳＩ。A first two-dimensional integrated circuit layer, an insulating adhesive layer, and a second two-dimensional integrated circuit layer are provided in this order,
A three-dimensional LSI, wherein the adhesive layer has a higher thermal conductivity in a direction parallel to the laminated surface than a thermal conductivity in a direction perpendicular to the laminated surface.

該接着層の積層面に平行方向の熱伝導性が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である
ことを特徴とする請求項１記載の三次元ＬＳＩ。2. The three-dimensional LSI according to claim 1, wherein the thermal conductivity in the direction parallel to the laminated surface of the adhesive layer is 1.0 W / m · K or more.

該接着層の厚さが１μｍ以上５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元ＬＳＩ。The three-dimensional LSI according to claim 1 or 2, wherein the adhesive layer has a thickness of 1 µm or more and 50 µm or less.

該第一の二次元集積回路層、該接着層、及び該第二の二次元集積回路層を、各層の積層面に垂直方向に導通する高熱伝導性部材を備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の三次元ＬＳＩ。2. The high thermal conductivity member that conducts the first two-dimensional integrated circuit layer, the adhesive layer, and the second two-dimensional integrated circuit layer in a direction perpendicular to a stacking surface of each layer. The three-dimensional LSI as described in any one of -3.

積層される二次元集積回路層の数が３以上である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の三次元ＬＳＩ。The three-dimensional LSI according to any one of claims 1 to 4, wherein the number of two-dimensional integrated circuit layers to be stacked is three or more.