具有邊緣凹部用于改善的對準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)用于改善的對準的微電子封裝板。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路(IC)的封裝中，通常在IC封裝中包括補強板(stiffener)或散熱器，以增強封裝的機械剛性和/或改善來自包含在封裝中的一個或多個IC芯片的傳導熱傳遞。補強板和散熱器這二者均由耦連到封裝基板的金屬板形成，一個或多個1C、電容器和其他器件安裝在該封裝基板上。補強板或散熱器在封裝基板上的準確放置對防止“懸出(overhang) ”來說是必要的，其中封裝基板與補強板或散熱器之間的未對準如此之大，以至于補強板或散熱器的一個或多個部分延伸到封裝基板的邊緣之外。
[0003]補強板或散熱器懸出的發(fā)生可對IC封裝的制造中的后續(xù)步驟的對準造成不利影響，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。這是因為補強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準精度，所述組裝過程諸如在IC封裝上安裝焊料球和對已完成的IC封裝進行測試。當安裝焊料球時，起因于補強板或散熱器懸出的封裝基板的未對準可能導致偏離焊盤的焊料球放置偏移。在自動化測試中，起因于補強板或散熱器懸出的封裝基板的未對準可能導致焊料球受損，有時被稱為“球切(ball chop)，’。
[0004]如前文所示，本領(lǐng)域存在對即使是懸出補強板或散熱器的這類懸出也不會影響封裝基板對準的精度的、可制造的IC封裝的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例闡述了一種微電子封裝，具有安裝在其上的至少一個半導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側(cè)上。
[0006]以上所描述的實施例的一個優(yōu)勢為，尺寸制定為覆蓋封裝基板的大部分或全部外緣的補強板或散熱器可以耦連到封裝基板，而不在后續(xù)制造過程中引起對準問題。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準。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，可以詳細地理解本發(fā)明的上述特征，并且可以參考實施例得到對如以上所簡要概括的本發(fā)明更具體的描述，其中一些實施例在附圖中示出。然而，應(yīng)當注意的是，附圖僅示出了本發(fā)明的典型實施例，因此不應(yīng)認為是對其范圍的限制，本發(fā)明可以承認其他等效的實施例。
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、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)明的一個實施例的、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現(xiàn)本發(fā)明的各實施例的計算設(shè)備。
[0014]在某些實施例中，形成離板230的角302比離板230的邊緣中心點303更近的凹部136。實現(xiàn)這類凹部136的配置以與對準工具部件301的位置相對應(yīng)，該對準工具部件301通常被如此定位以致促進微電子封裝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記來指代示圖之間共有的相同元素?？梢灶A見，一個實施例的特征可被并入其他實施例而無需進一步詳述。
【具體實施方式】
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的、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包括一個或多個集成電路(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IC芯片101免受環(huán)境濕度和其他污染，并且將其上的機械沖擊和應(yīng)力最小化。
[0017]IC芯片101為半導體芯片，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上的半導體芯片。因此，IC芯片101可以是可得益于在單個微電子封裝中組裝在一起的任何IC芯片。在某些實施例中，IC芯片101為諸如CPU或GPU的邏輯芯片，且安裝在封裝基板120上的一個或多個附加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。在某些實施例中，封裝基板120為有機層壓基板，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提供補強支撐。因此，當封裝基板120為薄核心或無核心基板時，板130可以關(guān)于彎曲、扭曲以及尤其是當IC 101在操作期間生成熱量時可能發(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，當板130耦連到封裝基板120時懸出越有可能產(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，當板130的放置精度顯著大于間隙150時，例如在約0.20毫米的量級上，板130超過邊緣123之一的懸出可能在約0.15毫米的量級上發(fā)生，其對于后續(xù)制造過程來說是高度不可取的。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實施例，板130配置為具有與封裝基板120的對準表面相對應(yīng)的一對或多對凹部136。封裝基板120的對準表面通常位于封裝基板120的邊緣123上，且配置為接觸一個或多個對準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，而不對依賴于封裝基板120的準確定位的后續(xù)制造過程造成不利影響。例如，當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，封裝基板120以及因此微電子封裝100的準確定位防止焊料球的未對準和/或球切。下面連同圖3更詳細地描述凹部136。
[0022]在圖1所示出的實施例中，板130還配置為散熱器，其熱耦連到IC芯片101，以增強由IC芯片101所生成的熱量的傳輸。在這類實施例中，板130可以由具有相對較高熱導率的單片金屬形成，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率的金屬。例如，在某些實施例中，板130可以是具有某熱導率的結(jié)構(gòu)剛性材料，該熱導率至少等于鋁的熱導率，即至少約230W HT1K'在某些實施例中，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之間的傳導熱傳遞最大化的導熱材料的薄層。用于TIM的合適材料包括導熱膠、熱油脂、焊料或?qū)崞T如機械上可壓縮的間隙墊(gap pad)。在某些實施例中，諸如當微電子封裝100為多芯片模塊時，板130可以與多個IC芯片而不是僅與IC芯片101熱接觸。
[0023]在某些實施例中，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這樣的實施例。
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的、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)置一個或多個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)明的一個實施例的、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對準并耦連，且包括在板230的