具有邊緣凹部用于改善的對(duì)準(zhǔn)的微電子封裝板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例總地涉及集成電路芯片封裝，且更具體地涉及具有邊緣凹部(recess)用于改善的對(duì)準(zhǔn)的微電子封裝板。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路(IC)的封裝中，通常在IC封裝中包括補(bǔ)強(qiáng)板(stiffener)或散熱器，以增強(qiáng)封裝的機(jī)械剛性和/或改善來自包含在封裝中的一個(gè)或多個(gè)IC芯片的傳導(dǎo)熱傳遞。補(bǔ)強(qiáng)板和散熱器這二者均由耦連到封裝基板的金屬板形成，一個(gè)或多個(gè)1C、電容器和其他器件安裝在該封裝基板上。補(bǔ)強(qiáng)板或散熱器在封裝基板上的準(zhǔn)確放置對(duì)防止“懸出(overhang) ”來說是必要的，其中封裝基板與補(bǔ)強(qiáng)板或散熱器之間的未對(duì)準(zhǔn)如此之大，以至于補(bǔ)強(qiáng)板或散熱器的一個(gè)或多個(gè)部分延伸到封裝基板的邊緣之外。
[0003]補(bǔ)強(qiáng)板或散熱器懸出的發(fā)生可對(duì)IC封裝的制造中的后續(xù)步驟的對(duì)準(zhǔn)造成不利影響，從而增加封裝缺陷率和/或降低未由于有缺陷而被拒絕的IC封裝的可靠性。這是因?yàn)檠a(bǔ)強(qiáng)板或散熱器的懸出極大地影響主要組裝過程中的封裝基板的對(duì)準(zhǔn)精度，所述組裝過程諸如在IC封裝上安裝焊料球和對(duì)已完成的IC封裝進(jìn)行測試。當(dāng)安裝焊料球時(shí)，起因于補(bǔ)強(qiáng)板或散熱器懸出的封裝基板的未對(duì)準(zhǔn)可能導(dǎo)致偏離焊盤的焊料球放置偏移。在自動(dòng)化測試中，起因于補(bǔ)強(qiáng)板或散熱器懸出的封裝基板的未對(duì)準(zhǔn)可能導(dǎo)致焊料球受損，有時(shí)被稱為“球切(ball chop)，’。
[0004]如前文所示，本領(lǐng)域存在對(duì)即使是懸出補(bǔ)強(qiáng)板或散熱器的這類懸出也不會(huì)影響封裝基板對(duì)準(zhǔn)的精度的、可制造的IC封裝的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施例闡述了一種微電子封裝，具有安裝在其上的至少一個(gè)半導(dǎo)體裸片的封裝基板以及耦連到封裝基板的板。該板配置為具有在第一邊緣中形成的第一凹部和在第二邊緣中形成的第二凹部，其中第一邊緣和第二邊緣形成在板的相對(duì)側(cè)上。
[0006]以上所描述的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)勢(shì)為，尺寸制定為覆蓋封裝基板的大部分或全部外緣的補(bǔ)強(qiáng)板或散熱器可以耦連到封裝基板，而不在后續(xù)制造過程中引起對(duì)準(zhǔn)問題。這樣，可以改善微電子封裝剛度，而不影響某些制造步驟中的微電子封裝的對(duì)準(zhǔn)。因此，微電子封裝可以制造得具有較大的剛度或可靠性并且不增加缺陷度。
【附圖說明】
[0007]因此，可以詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征，并且可以參考實(shí)施例得到對(duì)如以上所簡要概括的本發(fā)明更具體的描述，其中一些實(shí)施例在附圖中示出。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，附圖僅示出了本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)其范圍的限制，本發(fā)明可以承認(rèn)其他等效的實(shí)施例。
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、微電子封裝的示意性橫截面視圖。
[0009]圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的、微電子封裝的示意性橫截面視圖。
[0010]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、圖2的微電子封裝的示意性平面視圖。
[0011]圖4A為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的、在截面A-A處得到的圖3的微電子封裝的示意性橫截面視圖。
[0012]圖4B為現(xiàn)有技術(shù)微電子封裝的示意性橫截面視圖，其不包括在板上形成的凹部。
[0013]圖5示出了在其中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備。
[0014]在某些實(shí)施例中，形成離板230的角302比離板230的邊緣中心點(diǎn)303更近的凹部136。實(shí)現(xiàn)這類凹部136的配置以與對(duì)準(zhǔn)工具部件301的位置相對(duì)應(yīng)，該對(duì)準(zhǔn)工具部件301通常被如此定位以致促進(jìn)微電子封裝200的更精確的定位。
[0015]簡明起見，在適用的情況下，已使用相同的附圖標(biāo)記來指代示圖之間共有的相同元素?？梢灶A(yù)見，一個(gè)實(shí)施例的特征可被并入其他實(shí)施例而無需進(jìn)一步詳述。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、微電子封裝100的示意性橫截面視圖。如所示的，微電子封裝100包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)芯片101、封裝基板120和板130。微電子封裝100配置為將安裝在封裝基板120上的IC芯片101和任何其他IC電性地和機(jī)械地連接到印刷電路板或在微電子封裝100外部的其他安裝基板(未示出)。此外，微電子封裝100保護(hù)IC芯片101免受環(huán)境濕度和其他污染，并且將其上的機(jī)械沖擊和應(yīng)力最小化。
[0017]IC芯片101為半導(dǎo)體芯片，諸如中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、應(yīng)用處理器或其他邏輯器件、存儲(chǔ)器芯片、全球定位系統(tǒng)(GPS)芯片、射頻(RF)收發(fā)器芯片、W1-Fi芯片、片上系統(tǒng)、或任何適于安裝在封裝基板120上的半導(dǎo)體芯片。因此，IC芯片101可以是可得益于在單個(gè)微電子封裝中組裝在一起的任何IC芯片。在某些實(shí)施例中，IC芯片101為諸如CPU或GPU的邏輯芯片，且安裝在封裝基板120上的一個(gè)或多個(gè)附加IC芯片(為簡明起見而未示出)是與IC芯片101相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器芯片。IC芯片101安裝在封裝基板120上，并且可以使用焊料微凸塊(solder microbump)或任何其他技術(shù)上可行的途徑電性地親連到封裝基板120。底部填充材料和/或覆蓋成型(over-molding)可以用于保護(hù)焊料微凸塊或IC芯片101與封裝基板120之間的其他電性連接。
[0018]封裝基板120在微電子封裝100中充當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)，其還提供IC芯片101與在封裝基板120的底部表面122上形成的焊盤121之間的電性連接。因此，封裝基板120為IC 101安裝在其上的有些許剛性的基板，其向微電子封裝100提供結(jié)構(gòu)剛性。在某些實(shí)施例中，封裝基板120為有機(jī)層壓基板，且包括在核心層的頂部和底部表面上構(gòu)建的一疊絕緣層或?qū)訅喊?。焊盤121為配置用于焊料球在微電子封裝100上的放置的導(dǎo)電焊盤，其提供微電子封裝100與印刷電路板或在微電子封裝100外部的其他安裝基板之間的電性連接。
[0019]如所示的，板130耦連到封裝基板120，例如采用粘合劑，并且配置為向封裝基板120提供補(bǔ)強(qiáng)支撐。因此，當(dāng)封裝基板120為薄核心或無核心基板時(shí)，板130可以關(guān)于彎曲、扭曲以及尤其是當(dāng)IC 101在操作期間生成熱量時(shí)可能發(fā)生的翹曲來極大地改善微電子封裝100的整體結(jié)構(gòu)剛性。此外，即使具有較多剛性封裝基板，板130也可以顯著改善微電子封裝100的剛性。
[0020]理想地，板130延伸至盡可能接近封裝基板120的每個(gè)邊緣123，以增加微電子封裝100的剛度。換言之，板130采用寬度135制造，該寬度135盡可能接近封裝基板120的寬度125，而實(shí)際上不大于寬度125。這樣，微電子封裝100的剛性被最大化。然而，考慮到板130的放置精度的限制，寬度135越接近寬度125，當(dāng)板130耦連到封裝基板120時(shí)懸出越有可能產(chǎn)生。例如，如果板130可以采用寬度135形成，該寬度135比封裝基板120的寬度125小0.10毫米，則使得在封裝基板120的每一側(cè)上間隙150理想為0.05毫米。然而，當(dāng)板130的放置精度顯著大于間隙150時(shí)，例如在約0.20毫米的量級(jí)上，板130超過邊緣123之一的懸出可能在約0.15毫米的量級(jí)上發(fā)生，其對(duì)于后續(xù)制造過程來說是高度不可取的。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，板130配置為具有與封裝基板120的對(duì)準(zhǔn)表面相對(duì)應(yīng)的一對(duì)或多對(duì)凹部136。封裝基板120的對(duì)準(zhǔn)表面通常位于封裝基板120的邊緣123上，且配置為接觸一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)工具表面作為部分測試或封裝組裝過程。凹部136允許板130具有可以等于或甚至大于封裝基板120的寬度125的寬度135，而不對(duì)依賴于封裝基板120的準(zhǔn)確定位的后續(xù)制造過程造成不利影響。例如，當(dāng)將焊料球安裝在焊盤121上或?qū)Ω浇拥胶副P121的焊料球應(yīng)用測試針時(shí)，封裝基板120以及因此微電子封裝100的準(zhǔn)確定位防止焊料球的未對(duì)準(zhǔn)和/或球切。下面連同圖3更詳細(xì)地描述凹部136。
[0022]在圖1所示出的實(shí)施例中，板130還配置為散熱器，其熱耦連到IC芯片101，以增強(qiáng)由IC芯片101所生成的熱量的傳輸。在這類實(shí)施例中，板130可以由具有相對(duì)較高熱導(dǎo)率的單片金屬形成，諸如沖壓的銅或鋁板。用于板130的合適材料包括銅、鋁或任何其他具有合適熱導(dǎo)率的金屬。例如，在某些實(shí)施例中，板130可以是具有某熱導(dǎo)率的結(jié)構(gòu)剛性材料，該熱導(dǎo)率至少等于鋁的熱導(dǎo)率，即至少約230W HT1K'在某些實(shí)施例中，板130通過與IC芯片101熱接觸來熱耦連到IC芯片101，所述熱接觸包括直接物理接觸或經(jīng)由設(shè)置在IC芯片101和板130之間的熱界面材料(TM)。??Μ可以是配置為將IC芯片101和板130之間的傳導(dǎo)熱傳遞最大化的導(dǎo)熱材料的薄層。用于TIM的合適材料包括導(dǎo)熱膠、熱油脂、焊料或?qū)崞?，諸如機(jī)械上可壓縮的間隙墊(gap pad)。在某些實(shí)施例中，諸如當(dāng)微電子封裝100為多芯片模塊時(shí)，板130可以與多個(gè)IC芯片而不是僅與IC芯片101熱接觸。
[0023]在某些實(shí)施例中，微電子封裝的板未被配置為散熱器，且因此未設(shè)置為與IC芯片101和/或其他安裝在封裝基板上的芯片熱接觸。圖2中示出并且在下面描述了一個(gè)這樣的實(shí)施例。
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的、微電子封裝200的示意性橫截面視圖。如所示的，微電子封裝200包括IC芯片101、封裝基板220和板230。除微電子封裝200的板230未與IC芯片101熱接觸以外，微電子封裝200在配置上與圖1的微電子封裝100大致相似。作為替代，板230包括與封裝基板220的禁止區(qū)221相對(duì)應(yīng)的中央開口 231。封裝基板220的禁止區(qū)221通常為封裝基板220的中央?yún)^(qū)域，在其中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)IC芯片101、諸如電容器的無源器件、和其他表面貼裝器件。為了增強(qiáng)微電子封裝200的結(jié)構(gòu)剛性，板230耦連到封裝基板220的外緣，但在禁止區(qū)221的外面。在某些實(shí)施例中，板230可以采用寬度135形成，該寬度135在比封裝基板220的寬度225小0.10毫米的量級(jí)上，使得在封裝基板120的每一側(cè)上間隙150理想為0.05毫米。
[0025]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、微電子封裝200的示意性平面視圖。如所示的，板230大致與封裝基板220對(duì)準(zhǔn)并耦連，且包括在板230的