使焊接材料重定向至视觉上可检查封装表面的制作方法

文档序号:11179281阅读:472来源:国知局
使焊接材料重定向至视觉上可检查封装表面的制造方法与工艺

本发明涉及检查焊料连接的封装、装置、方法及使用方法。



背景技术:

可以将封装表示为具有从密封部延伸出来并可安装到电子外设(例如,印刷电路板上)的电气连接件的包封电子芯片。可以通过焊接将封装连接到印刷电路板(pcb)。为了此目的,可以在封装的外部表面处提供焊料凸块等,其将与pcb的焊料焊盘连接。

对于某些应用而言,期望检查焊料连接的质量。然而,当封装通过焊接被安装在诸如pcb之类的安装基座上时,焊接材料可能鉴于pcb与封装之间的空间紧密连接而被在视觉上隐藏。因此,麻烦的x射线检查对于检查此类视觉上隐藏的焊料连接而言是必要的。



技术实现要素:

可能需要一种允许焊料连接的简单且可靠检查的封装。

根据示例性实施例,提供一种封装,其包括电子芯片、该电子芯片被安装在其中和/或上的层压型密封部、封装的焊接表面上的可焊接电接触件(诸如焊盘),以及封装上和/或其中的焊料流动路径,其被配置成使得在焊接电接触件与安装基座时焊接材料的部分沿着焊料流动路径朝着封装的表面流动,在该表面处焊接材料在完成安装基座与电接触件之间的焊料连接之后是光学上可检查的。

根据另一示例性实施例,提供一种封装,其包括电子芯片、包封电子芯片的至少部分的密封部(特别地且优选地,层压型密封部或模具型密封部)、封装的焊接表面上的可焊接电接触件以及焊料可润湿结构,其与密封部接触且被布置成使得在焊接电接触件时焊料材料的部分流动到焊料可润滑结构上,其中,焊料可润湿结构的至少一部分定位在封装的表面处,该表面在封装在安装基座上的焊料连接完成之后是视觉上可检查的。

根据还有另一示例性实施例,提供一种装置,其包括具有以上提到的特征的封装以及被布置成用于对封装的光学上可检查表面上的焊接材料进行光学检查的光学检查设备。

根据又另一示例性实施例,提供一种检查封装与安装底座之间的焊料连接的方法,其中,所述方法包括:提供封装,该封装具有安装在层压型密封部上和/或其中的电子芯片且具有封装的焊接表面上的可焊接电接触件,在其处封装将通过焊接与安装基座连接;以使得焊接材料的部分从焊接表面流动到与安装基座连接的封装的光学上可访问表面这样的方式来形成封装的焊接表面上的可焊接电接触件与安装基座之间的焊料连接;以及对封装的光学上可访问表面上的流动焊接材料进行光学检查。

根据还有另一示例性实施例,已在焊接期间从嵌入式封装的视觉上不可检查表面流动到封装的视觉上可检查表面的焊接材料被用于对焊接材料进行光学检查。

根据本发明的示例性实施例,包括密封部的芯片封装配备有如下构造(provision):允许在焊接之后、即使当封装与安装基座之间的实际焊料连接不再视觉上可检查时监视焊接材料,其中在所述密封部处可焊接电接触件被暴露以便与安装基座建立连接。视觉或光学可检查性的此类损失可以是通过焊料被以电气方式和机械方式连接的封装与基座之间的非常小的剩余间隙或者甚至直接物理接触的结果。当通过焊接被连接时,封装的焊接表面和安装基座的相对表面可以面对彼此,其中在其中间具有焊接材料。在常规方法中,已使用麻烦的x射线检查来获得关于此类隐藏焊料连接的信息。与此相反,本发明的示例性实施例通过触发焊接材料从焊接表面到封装的另一表面区(其即使在建立封装与安装基座之间的焊料连接之后也保持视觉上可访问)的流动而允许用简单的光学量具(例如,诸如相机之类的光学检查设备,或者由操作员进行的视觉检查)来提供此类检查。根据示例性实施例,这可以用可以体现为限定轨迹的焊料流动路径来实现,材料被沿着该限定轨迹被暴露,所述材料可被焊接材料适当地润湿。由于不是每一个材料都能够允许焊料润湿该材料,所以可能的是,用一种路径来精确地限定焊料流动路径,沿着所述路径提供由不可润湿材料围绕的可润湿材料。这允许使焊接材料的部分重定向,以当在焊接过程期间被液化时选择性地沿着焊料流动路径流动到期望在其处进行视觉检查的表面。根据示例性实施例,因此使用描述的现象来精确地限定和预测焊料的流动路径,使得在期望位置处可以促进焊接材料的充分累积,在所述期望位置处视觉检查是可能的或者被执行。这使麻烦的x射线调查研究变得可有可无。与焊料流动路径的实现关联的优点在层压型密封部的情况下特别明显,因为对应封装通常是板状平坦结构,其中在将封装焊接到板状安装基座时的视觉上可检查表面面积的损失是特别明显的。因此,示例性实施例允许实现非常高效的引导端部检查(leadtipinspection)。

另外的示例性实施例的描述

在下文中,将解释检查焊料连接的封装、装置、方法及使用方法的另外的示例性实施例。

在本申请的上下文中,术语“封装”可以特别地表示具有至少一个外部电接触件(在本描述中也表示为焊盘)的至少一个至少部分包封或表面安装的电子芯片。该电子芯片可以是在其表面部分中具有至少一个集成电路元件(诸如二极管或晶体管)的半导体芯片。该电子芯片可以是裸露管芯,或者可以已经被封装或包封。此类电子芯片可以被嵌入在密封部的内部,或者可以在其上表面安装。

在本申请的上下文中,术语“层压型密封部”可以特别地表示基本上电绝缘且优选地导热的材料,其形成支撑体用于或至少部分地围绕(优选地密封地围绕)半导体芯片等以便在操作期间提供机械保护、电气安装以及可选地对热排出的贡献。可以通过在升高的温度下施加压力而提供被相互连接的数个层的此类层压型密封部。从而,组成层压型密封部的层被相互互连,使得形成层压型密封部。例如,层压型密封部可以包括特别地与纤维组合的树脂。层压型密封部可以例如由fr4或与预浸渍料制成。

在本申请的上下文中,术语“可焊接电接触件”可以特别地表示导电材料,诸如锡,其与安装基座的焊料焊盘形成整体的机械稳健且导电的接触件,优选地在其中间具有焊料仓(诸如锡珠)。此类可焊接电接触件可以成形为凸块,或者或许是平坦层或层结构。

在本申请的上下文中,术语“焊料流动路径”可以特别地表示焊料可润湿材料的限定轨迹,其至少部分地在封装的表面上(但可选地也部分地在其内部)(特别地在密封部上和/或其中),沿着该限定轨迹,焊接材料被封装的电接触件与安装基座的焊料焊盘之间的焊料连接的建立触发而流动。与此相反,邻近于焊料流动路径的材料可能缺少被焊接材料的可润湿性,使得可以安全地防止焊接材料沿着非期望路径传播。相应地,“润湿”或“可润湿性”可以表示由分子间相互作用等引起的液相维持与固体表面的接触的能力(当两者被带到一起时)。润湿或可润湿性的程度可以由粘合剂与内聚力之间的力平衡确定或受其影响。焊料可润湿结构具有被熔化或液体焊接材料润湿的能力。

在本申请的上下文中,术语“光学上可检查”或“视觉上可检查”可以特别地表示封装的表面对于被非侵入式电磁辐射(诸如可见光、红外辐射、紫外辐射)检查或监视的适合性。此类电磁辐射可以沿着从被检查表面到检查实体(诸如光学检查设备或操作员)的连续视线传播。替换地,此类电磁辐射可以通过实现一个或多个光学元件(诸如反射镜或棱镜)而沿着有角度路径传播。因此,还可以使用被检查表面与检查实体之间的一个或多个光学元件来实现检查。与此相反,“光学上不可检查”或“视觉上不可检查”是缺少来自封装或装置的外部位置的连续视线的封装的表面。

在实施例中,配置焊料流动路径,使得焊接材料到封装的光学上可检查表面上的流动至少沿着30µm的光学上可检查距离(例如,焊接材料的弯月部的高度)、特别地至少沿着100µm的光学上可检查距离来润湿此类光学上可检查表面。调查研究已示出倾斜检查在至少30µm的光学上可检查距离的情况下足够准确是可能的。调查研究也示出,高度准确的检查在至少100µm的光学上可检查距离的情况下是可能的。

在实施例中,焊料流动路径由密封部上的光学上可检查表面上的光学可润湿结构限定。焊料可润湿结构可以被不可被焊接材料润湿的材料围绕,使得可以精确地限定其中焊接材料从实际焊接位置流动到封装的光学上可检查表面区的空间区。

在实施例中,焊料流动路径由用焊料可润湿材料进行的表面镀覆限定。可以将该镀覆表示为表面覆盖,其中,在表面上沉积诸如金属之类的导电材料。通过对基座进行镀覆,可以形成具有在0.1µm与200µm之间的范围内、特别是在20µm与100µm之间的范围内的厚度的导电结构。例如,铜基座的厚度可以在10µm与200µm之间的范围内。然而焊料可润湿表面可以薄得多,例如在0.1µm与10µm之间的范围内。可以实现数个镀覆方法中的一个或多个。例如,可以用金属片覆盖固体表面,然后可以施加热和压力以使其熔融。可以实现的其他镀覆技术包括气相沉积和溅射沉积。在描述的实施例中,可以实现镀覆以便改善被焊接材料的可润湿性。

在实施例中,焊料流动路径包括腔体,其被配置成使得焊接材料在焊接时流动到腔体中。当提供具有一定曲率的焊料流动路径(例如,凹腔体,例如形成镀覆通孔(throughhole)的部分)时,可以增加可润湿表面,从而进一步促进被焊接材料的可润湿性。

在实施例中,焊料流动路径至少部分地由电子芯片被安装在其上的芯片载体(诸如引线框架)的表面部分限定。特别地,引线框架的一部分可以充当焊接焊盘。引线框架可以特别地由铜材料制成,所述铜材料对于诸如通过镀锡创建的焊接材料具有适当润湿性质。当例如基本上板状引线框架的侧或横向表面被暴露时,焊接材料可以从封装的可焊接电接触件回流(特别是可以攀爬)至引线框架或其他芯片载体的暴露横向表面,并且因此可以限定焊料流动路径的至少部分。然后可以通过在焊接之后检查芯片载体的横向(例如,垂直或倾斜)侧表面的覆盖来检查焊接材料。这具有优点,即不需要采取特定的供应(除芯片载体的供应之外,其无论如何都存在于许多封装应用中)以便限定焊料流动路径。

在实施例中,焊料流动路径至少部分地定位在封装的侧壁上。这具有优点,即可以保持从封装的底部延伸至封装的侧壁的焊料流动路径非常短,并且因此不显著影响封装的设计。此外,此类短焊料流动路径允许在焊料流动路径的视觉检查端部处获得相对大量的材料。

在实施例中,焊料流动路径至少部分地由在封装的侧表面上暴露的垂直贯通连接(诸如具有镀覆侧壁的通孔或完全填充通孔)的一部分限定。例如,可以在此类垂直贯通连接处将在批量过程中制造的多个封装的预制件单片化,使得垂直贯通连接的分离部分均被布置在单片化封装的横向侧壁处并可以形成焊料流动路径的至少部分。

在实施例中,焊料流动路径至少部分地定位在封装的顶面上。由于封装在实现层压型密封部的架构时通常是平坦的和板状的,所以焊料流动路径的或至少其端部在封装的顶部主表面处的形成确保在那里大平坦表面区域的适当光学可检查性。此外,在此类实施例中,焊料流动路径的另一部分可以垂直地延伸通过密封部并可以在顶面处结束,这再次确保非常短的焊料流动路径以及因此在封装与安装基座之间的焊料连接的建立中涉及到的焊接材料的可靠且快速的检查。

在实施例中,焊料流动路径至少部分地由封装中的孔限定。此类孔可以是通孔或盲孔。更具体地,焊料流动路径可以至少部分地由延伸通过封装的通孔(特别是镀覆通孔)限定。从而可以不仅用侧壁的材料而且用小孔内的毛细效应来促进此类孔的壁的可润湿性。

在实施例中,用可焊接材料将焊料流动路径与可焊接电接触件连续地连接。换言之,焊料可润湿材料的不间断轨迹可以从已焊接电接触件指引至封装的期望检查位置。这可靠地确保足够量的焊接材料实际上回流动直至视觉上可访问位置。

在另一实施例中,焊料流动路径和可焊接电接触件通过不可润湿间隙(例如,由密封部的材料形成)彼此分离,所述不可润湿间隙窄到足以允许焊接材料在焊接时桥接间隙。当此类间隙被布置成足够窄时,流动的焊接材料可以穿过间隙,使得可以进一步增加配置焊料流动路径的设计自由。此外,这允许使电接触件与焊料可润湿结构的被进行光学检查的部分电绝缘。

在实施例中,焊料流动路径的至少部分由具有自由边缘的可润湿结构限定,所述自由边缘被配置成使得焊接材料在焊接时围绕该边缘朝着光学上可检查表面流动。粘性表面力可以促进焊接材料围绕拐角的此类运动。这可以允许进行已围绕(around)边缘的拐角流动的焊接材料的部分的非常简单且精确的检测。

在实施例中,可焊接电接触件具有小于1mm²、特别是小于0.25mm²、更特别地小于0.1mm²的表面面积。即使在电接触件的此类小尺寸和每表面面积的高密度的电接触件下,也可以用迫使焊接材料远离焊接位置沿着高度可润湿且因此有力有利的路径到封装的光学上可访问表面部分的限定流动的概念来确保封装的一个或多个位置处的焊接材料的可靠光学检查。

在实施例中,焊料流动路径由选自由银、金、镍、钯、铂、镍-磷(nickel-phosphor)(nip)、有机表面保护(osp)以及锡组成的组的材料限定。然而,可以实现其他焊料可润湿材料和/或提到的和/或其他材料与合金的组合。

在实施例中,电子芯片是半导体芯片,特别是由以下各项组成的组中的一个:用碳化硅技术制造的电子芯片、用氮化镓技术制造的电子芯片、用硅锗技术(例如,用于雷达芯片技术)制造的电子芯片、以及用硅技术制造的电子芯片。因此,实现焊料流动路径以便简化焊接的视觉检查的概念适用于非常不同的半导体技术。

在实施例中,将封装配置为嵌入式封装。换言之,电子组件可以被嵌入在封装的内部中,特别是可以用层压型密封部的材料至少部分地覆盖,以便被机械保护和电连接以及嵌入在封装的内部中。在此类封装架构中,焊接可靠性的检查极其重要,并且可能由于在板状安装基座上安装板状嵌入式封装而变得困难。

在实施例中,所述装置还包括具有焊料接触件(特别是多个焊料接触件)的安装基座,所述焊料接触件通过焊接而被连接到封装的焊接表面处的电接触件。特别地使此类安装基座是印刷电路板(pcb)。然而,其也可以是冷却主体等。可以使封装的一个或多个可焊接电接触件相对于安装基座的一个或多个焊料接触件对齐。为了建立安装基座与封装之间的焊料连接,可以使一个或多个可焊接电接触件与一个或多个焊料接触件接触(特别地在其中间具有焊膏等),并且可以使其经受加热(例如,在焊料烘箱中)。结果,建立焊料连接,并且可焊接材料(即,来自一个或多个可焊接电接触件和/或一个或多个焊料接触件和/或焊膏或任何其他焊料仓)的部分被配置成沿着焊料可润湿流动路径流动直到封装的可检查表面。作为此过程的结果,所述装置还可以包括焊接过程结束时的封装在光学上可检查表面上的焊接材料。

在实施例中,至少部分地通过将多个封装的预制件单片化成单独封装、特别是通过沿着垂直贯通连接进行单片化来形成焊料流动路径。换言之,焊料流动路径的至少部分可以在沿着一个或多个分割线的单片化时被暴露。高效地,可以从而在单片化时(即在沿着分割线切割时)将焊料可润湿材料的一个物理结构划分成两个(或更多)邻近封装的焊料流动路径部分。因此,可以在将预制件单片化成多个单独封装之前在多个封装的预制件中形成焊料流动路径。

在实施例中,用诸如钻孔、铣削和/或路线设计(route)之类的机械处理来至少部分地形成焊料流动路径。此类机械过程在分离诸如铜之类的导电结构时是非常高效的,所述导电结构可以充当用于形成焊料流动路径或其部分的基底(basis)。然而,替换地,还可以将激光处理用于此目的。

在实施例中,通过在单片化之前去除多个封装的预制件的材料,特别是通过经由在预制件中形成单个凹部而同时地形成用于多个封装的焊料流动路径来执行形成焊料流动路径。这允许以少的努力制造并且特别地暴露焊料流动路径,特别是同时以少的努力制造并且特别地暴露用于两个、三个或四个封装的焊料流动路径。

在实施例中,封装的密封部包括层压件(而不是通过压缩成型或传递成型形成的模制料),特别是印刷电路板层压件。此类层压结构可以特别地表示由电绝缘结构形成的整体平坦构件,所述电绝缘结构可以通过施加压紧力而被相互连接。通过压紧的连接可以可选地伴随有热能的供应。因此可以将层压表示为从多个互连层制造复合材料的技术。可以用热和/或压力和/或焊接和/或粘合剂将层压件永久地组装。

在实施例中,封装的一个或多个电子芯片是(一个或多个)功率半导体芯片。特别地,对于功率半导体芯片而言,电可靠性和热排出能力是描述的制造过程可能经受的重要问题。可以单片地集成在此类半导体功率芯片中的可能的集成电路元件是场效应晶体管(诸如绝缘栅双极型晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管)、二极管等。在此类组成部分下,可能的是,提供用于汽车应用、高频应用等的封装。用于可以由此类及其他功率半导体电路和封装组成的电路的示例是半桥、全桥等。

作为用于半导体芯片的衬底或晶片,可以使用半导体衬底,优选地硅衬底。替换地,可以提供氧化硅或另一绝缘体衬底。还可能的是,实现锗衬底或iii-v半导体材料。例如,可以以gan或sic技术来实现示例性实施例。

根据结合附图得到的以下描述和所附权利要求,本发明的以上及其他目的、特征和优点将变得显而易见,在所述附图中由相似的参考标号来表示相似部分或元件。

附图说明

附图,其被包括以提供本发明的示例性实施例的另外的理解并组成本说明书的一部分,图示本发明的示例性实施例。

在绘图中:

图1图示根据示例性实施例的包括安装基座上的封装以及光学检查设备的装置的横截面。

图2图示根据示例性实施例的封装的横截面视图。

图3至图12图示根据示例性实施例的在执行制造封装的方法期间获得的结构。

图13图示根据示例性实施例的封装的横截面视图。

图14图示根据另一示例性实施例的封装的横截面视图。

图15图示根据还有另一示例性实施例的封装的横截面视图。

图16图示根据示例性实施例的已焊接封装的细节的横截面视图。

图17图示根据又另一示例性实施例的封装的横截面视图。

图18图示焊接之前的根据示例性实施例的封装的三维视图。

图19图示部分地具有且部分地没有焊料连接的根据示例性实施例的封装的三维视图。

图20图示具有焊料连接的根据示例性实施例的封装的三维视图。

图21图示根据示例性实施例的被用作用于封装的基底的具有钻通孔的金属片的平面图。

图22图示单片化之后的多个封装的预制件的平面图。

图23图示被嵌入在密封部中并且被设有通孔的焊盘的细节的三维视图。

图24图示没有偏移的单片化之前的根据图22的结构的一部分的平面图。

图25图示具有偏移的单片化之前的根据图22的结构的一部分的平面图。

图26图示根据示例性实施例的被用作用于封装的基底的单片化之前的多个封装的预制件的平面图。

图27图示单片化之后的多个封装的预制件的平面图。

图28图示被嵌入在密封部中且由其支撑并设有通孔的焊盘的细节的三维视图。

图29图示没有偏移的单片化之前的根据图27的结构的一部分的平面图。

图30图示具有偏移的单片化之前的根据图27的结构的一部分的平面图。

图31图示根据示例性实施例的被用作用于封装100的基底的具有经路线设计的“+”形狭槽的多个封装的预制件的平面图。

图32图示单片化之后的多个封装的预制件的对应平面图。

图33图示被嵌入在密封部中并且在拐角中设有经路线设计的狭槽的焊盘的细节的三维视图。

图34图示根据示例性实施例的被用作用于封装100的基底的具有经路线设计且基本上矩形形状的狭槽的多个封装的预制件的平面图。

图35图示在分离成不同区段之后的多个封装的预制件的对应平面图。

图36图示被嵌入在密封部中并且在拐角中设有经路线设计的狭槽的焊盘的细节的三维视图。

图37图示根据示例性实施例的单片化之前的多个封装的预制件的平面图。

图38图示图37的细节。

图39图示根据示例性实施例的经焊料连接到安装基座的根据图37的封装的一部分的横截面视图。

图40图示根据示例性实施例的多个封装的预制件的平面图。

图41图示在已执行半切穿引线框架之后在最终精修(finish)之前的预制件的平面图。

图42图示在已用较薄的刀片执行最终切穿层压件之后的预制件的平面图。

图43图示根据图40至图42制造以便设有台阶式边缘的封装的一部分的三维视图。

图43a图示示出根据图41和42的两个提到的切割过程的横截面视图。

图44图示根据示例性实施例的封装的预制件的细节的平面图。

图45图示设有被通路孔(viahole)暴露的导电停止层的封装的一部分的三维视图。

图46图示根据描述的示例性实施例的作为用于封装的基底的具有通孔(via)的金属片的平面图。

图47图示对应于圆形通孔设计的根据示例性实施例的在层压和焊盘形成以及单片化之后的封装的平面图。

图48图示根据另一示例性实施例的封装的平面图,其由于根据图48的通路孔具有变圆的矩形横截面的事实而不同于图47的实施例。

图49图示根据示例性实施例的封装的预制件的细节的平面图。

图50图示设有被通路孔暴露的导电停止层的封装的一部分的三维视图。

图51图示根据示例性实施例的在层压和焊盘形成之后的封装的预制件的平面图。

图52图示根据图51的预制件的激光清洁和表面精修之后的封装的预制件的平面图。

图53图示分割或单片化之后的封装的平面图。

图54图示根据示例性实施例的封装的底侧,并且图55图示其顶侧。

图56图示焊接之前的根据图54和图55的封装的横截面视图。

图57图示焊接之后的根据示例性实施例的由安装基座和根据图54至图56的封装组成的装置的横截面视图。

图58至图60图示根据示例性实施例的具有引导端部检查能力的相应封装的部分的横截面视图。

图61图示根据示例性实施例的单片化期间的多个封装的预制件的平面图及其细节的横截面视图。

图62图示根据示例性实施例的单片化期间的多个封装的预制件的平面图及其细节的横截面视图。

图63和图64图示处理期间的不同阶段中的根据示例性实施例的封装的一部分。

图65图示焊接之后的根据图64的封装的细节。

图66图示根据示例性实施例的封装的细节。

图67图示焊接之后的类似于图63的封装的细节。

图68图示根据示例性实施例的多个封装的预制件的平面图。

图69图示根据图68的预制件的一部分的横截面视图。

图70图示镀覆之后的图69的细节。

图71图示基于图70的封装的根据示例性实施例的装置的一部分的横截面视图。

具体实施方式

绘图中的图示是示意性的且并未按比例。

在将参考附图更详细地描述示例性实施例的之前,将概括某些一般考虑,基于该一般考虑设计了示例性实施例。

根据示例性实施例,使具有引导端部检查的芯片嵌入变得可能。

常规地,难以在光学上控制功率半导体封装的焊接位置。在常规芯片嵌入式封装概念中,焊接位置的期望光学可控性不总是可能的,特别是当仅在封装的一个表面上(例如,在封装的底部主表面上)提供对应接触件位置时。在将嵌入式封装表面安装在安装基座(诸如pcb)上之后,焊接位置不再是可见的,并且常规地必须用昂贵且麻烦的x射线调查研究来检查。

与此相反,根据本发明的示例性实施例,可以通过简单的光学控制关于芯片嵌入式封装执行一个或多个接触件位置的控制。根据实施例,这可以通过在多个此类封装的预制件的封装的后续边缘部分中形成一个或多个金属结构(诸如铜通孔)来实现。在将预制件单片化成各种封装(例如,通过锯割)之后,此类金属结构被分离并从而在单片化封装的横向侧边处被暴露。因此,被分离并暴露的结构可以充当可润湿表面区,并且可以用于光学控制目的。

因此,根据本发明的示例性实施例,可以为芯片嵌入技术配备引导端部检查功能,其可以被特别地配置为封装的边缘部分中的金属化层压区。可以基于在封装单片化期间被分离的铜通孔来形成此类边缘部分。可以相应地使用外壳的金、银、镍、钯、铂和/或锡涂覆的可焊接电接触件。

根据本发明的示例性实施例,提供具有引导端部检查机会的嵌入式封装。对应结构,其可以对焊料流动路径有所贡献,可以允许进行焊点质量(例如,润湿性质等)的自动光学检查。在其中在大量生产中要求可靠质量的许多应用领域(例如,汽车应用)中期望此类特征。在焊料焊盘定位在封装下面的情况下(例如,在bga、球栅阵列、封装技术中),常规地必须使用x射线装备而不是快速自动光学检查(aoi)或视觉检查装备来完成焊接结果和/或质量(特别是在润湿方面)。

在常规层压型封装中,引导端部检查是不可能的,因为焊料焊盘在封装下面。在许多设计架构中,允许仅割穿层压件。即使在还将完成割穿铜材料以在封装模块的边缘上显露铜焊盘的情况下(然而这不是优选的,并且甚至可能由于分割和分层问题而不被设计规则允许),铜厚度(在镀覆铜的情况下)也可能对于引导端部检查而言太薄(例如,仅20µm或以下)。此外,焊盘的侧面可能不具有可润湿表面。

为了克服此类缺点,根据本发明的示例性实施例的结构可以允许显露(例如,通过一个或多个狭槽、孔、半切割)和/或镀覆封装的边缘上的铜引线,其可以被镀覆有可焊接表面面层(finish)并且可以用于焊点的光学检查。

根据本发明的示例性实施例,可能的是,在镀覆或表面精修之前制造焊盘(全部或仅拐角)的或焊盘的边缘(例如,通过从焊盘/狭槽的中心分割)的狭槽和/或通孔。可以使用封装的侧面上的可润湿结构来在光学上检测焊料的润湿良好的程度(例如,通过测量侧面接触件上的焊料填充或焊料弯月部)。可以用分割(例如,通过半切割)、钻孔(例如,以机械方式、通过激光处理等)或路线设计来制造此类结构。引导端部检查焊盘的结构取决于所使用的过程、在模块下面和/或内部的结构、和孔和/或狭槽是何时制造的(例如,在铜镀覆之前或镀覆之后)。

根据本发明的示例性实施例,可以提供具有引线框架作为覆盖区的嵌入式封装。

为了调整电阻和阻抗,可以使用某个厚度和几何结构的金属结构作为芯片载体,电子芯片在其上或者电子芯片被接合在其上。根据示例性实施例,这用接合在芯片载体上的嵌入式电子芯片来实现,其中,覆盖区直接地由芯片载体限定。通过采取这种措施,获得适当地热耦合系统,其中,可以用通孔和再分配层的低欧姆和低阻抗连接来电连接芯片载体。在本实施例中,可以通过在电子构件上进行焊接来使用无源和/或有源组件。此外,此类架构可以允许引导端部检查功能。在描述的实施例中,金属载体其本身可以有利地限定覆盖区。

在对应实施例中,可以例如通过焊料或粘合剂连接来将电子芯片接合在芯片载体上。可以使芯片载体经受局部刻蚀,例如可以被从背面进行贯穿刻蚀。替换地,可以在没有刻蚀的情况下提供芯片载体,并且可以通过完整的背面刻蚀来执行图案化。在又另一示例性实施例中,可以将芯片载体完全图案化。然后可以用贯穿钻孔来实现隔离岛。在管芯附着之后,可以用后续放置和再分配层图案化来执行单侧层压。

在其他示例性实施例中,可以在封装的一侧或两侧上形成一个或多个另外的再分配层。

可能的是在顶部上提供无源组件。更具体地,可以选择无源组件,使得实现导电路径与芯片的阻抗匹配,或者使得将无源组件从板移动至系统。可以进一步用暴露的焊盘来改善热耦合,而一个或多个再分配层可以优化阻抗和电阻。

特别地,描述的架构适当地与引导端部检查能力兼容。当执行芯片载体的图案化使得封装与金属载体齐平时,实现用于引导端部检查能力的适当基底。这意味着可以通过光学检查来容易地进行焊接质量的光学控制。

在又另一示例性实施例中,提供具有引导端部检查能力的嵌入式功率lga(接触盘栅格阵列)。根据此类实施例的结构允许焊点质量(例如,润湿)的自动光学检查。这是在大量生产方面在许多应用领域(例如,汽车、高压工业产品、ac/dc)中有利的特征。在焊料焊盘位于封装下面的情况下(像例如,在bga、球栅阵列中),常规地必须使用x射线装备而不是快速自动光学检查(aoi)或视觉检查装备来完成焊接结果质量(特别是在润湿方面)。在常规封装中,引导端部检查可以是不可能的,因为焊料焊盘定位在封装下面。

根据实施例得到的构造允许显露封装边缘上的铜结构,其可以被镀覆有可焊接表面面层并且可以被用于焊点的光学检查。

示例性实施例基于以下主旨:在接近于或者直接在封装的边缘处的相对厚的铜层中产生铜结构。可以在组件的镀覆过程期间用可焊接表面面层来镀覆这些结构。作为另一选项,铜结构甚至可以超过封装边缘,并且可以沿着封装边缘向上弯曲。这可以创建非常接近于或者直接在封装边缘处的可焊接表面。这确保在板组装之后的aoi能力。

图1图示根据示例性实施例的装置150的横截面,所述装置150包括安装基座108上的嵌入式封装100以及光学检查设备190。图1因此图示装置150的横截面,所述装置150由具有嵌入式电子芯片102的封装100(其中,其他实施例可以嵌入多个电子芯片102和/或可以表面安装一个或多个电子芯片102)和安装基座108组成,所述安装基座108被通过焊接而以电学方式和机械方式连接到封装100。

更具体地,封装100被体现为半导体功率封装。因此,电子芯片102可以是功率半导体芯片(例如,具有在其中集成的一个或多个二极管、一个或多个晶体管诸如igbt,等)。在示出的实施例中,可以将安装基座108体现为印刷电路板(pcb),其包括焊料焊盘158。如示出的,通过在一方面封装100的可焊接外部电接触件106(其还可以表示为焊盘,比较数个以下描述的实施例中的参考标号2302)和另一方面安装基座108的焊料焊盘158之间建立焊料连接而将封装100安装在安装基座108上。图1此外示出电接触件106与焊料焊盘158之间的可焊接结构152作为附加焊料仓。

可以例如如下来实现封装100与安装基座108之间的焊料连接的形成:通过将封装100放置在安装基座108上使得电接触件106和焊料焊盘158对齐,并且通过随后供应热能(例如,在焊料烘箱中)。这暂时熔化电接触件106和焊料焊盘158周围的焊接材料152,并且在重新固化之后,导致焊料连接。

封装100将电子芯片102嵌入或包封在层压型密封部104中。层压型密封部104可以由多个电绝缘层(例如,由预浸渍料或fr4制成)组成,所述多个电绝缘层可以通过层压(例如,通过在升高的温度下施加压力)被互连。封装100的外表面处的以上提到的可焊接外部电接触件106经由再分配层110与电子芯片102电耦合。更具体地,可以提供布线结构160(例如,由数个互连导电元件(特别地,由铜制成)组成),其被嵌入在电介质基体154中并从电子芯片102延伸直至接触焊盘156或者甚至直至布线结构160的电接触件106。

针对某些应用,期望的是具有在视觉上或光学上监视焊料连接的性质(诸如可润湿性、质量等)的能力。然而,如从图1的横截面视图可以得到的,元件106、152、158之间的焊料连接的位置不再在视觉上可访问,这归因于封装100的焊接表面180与面对焊接表面180的安装基座108的对应上主表面之间的紧密空间接近。以下事实进一步使焊料连接的视觉可检查性变得复杂:可焊接电接触件106可以具有例如200µm×300µm的非常小的表面面积。

然而,在文中将描述:然而根据本发明的示出的示例性实施例可以如何布置光学检查设备190以用于在光学上检查焊接材料152。这可以通过迫使、导致或触发被焊接材料从元件106、152、158至封装100的光学上可检查表面174的流动来实现。根据图1的实施例,光学上可检查表面174是封装100的垂直侧表面,其即使在已建立封装100与安装基座108之间的焊料连接之后保持光学上可访问。焊接材料152的一部分已相应地沿着焊料流动路径170从焊接表面180流动到封装100的光学上可检查表面174。焊料流动路径170在这里沿着封装100的外表面定位并且由焊料可润湿结构172制成,从而确保在将电接触件106与安装基座108焊接时,焊接材料152的部分沿着焊料流动路径170朝着封装100的垂直侧表面流动,在该垂直侧表面处,焊接材料152在安装基座108与电接触件106之间的焊料连接完成之后可被进行光学检查设备190在光学上检查。

光学检查设备190包括相机192(例如,在可见光、红外辐射、紫外辐射等的范围内操作)和对应图像处理单元194,其被配置成用于处理由相机192对封装100的光学上可检查表面174捕捉的图像。以捕捉的图像为基础并且通过执行图像处理(例如,根据软件代码),图像处理单元194被配置成用于输出指示焊料连接的至少一个性质(诸如可润湿性、质量等)的数据。

如从图1可以得到的,焊料流动路径170的配置确保:连续视线(参见参考标号196)被创建或维持在光学检查设备190与光学上可检查表面174之间,无论安装基座108和封装100的焊料连接的相对主表面的紧密空间接近如何。通过沿着连续视线的光学检测,简单的非侵入式(就电磁辐射的传播而言)焊接检查变得可能。这比起使用x射线的常规麻烦的侵入式焊接检查来是高度优选的。

根据示出的实施例,从焊接表面180直至光学上可检查表面174的焊料流动路径170由焊料可润湿结构172创建或限定,所述焊料可润湿结构172与密封部104接触,并且被布置使得在焊接电接触件106时焊接材料152的部分流动到焊料可润湿结构172上。如从图1可以看到的,焊料可润湿结构172也定位在封装100的光学上可检查表面174处,其在安装基座108上的封装100的焊料连接完成之后是视觉上可检查的。例如,可以通过用焊料可润湿材料(诸如银、金、镍、钯、和/或锡)来镀覆封装100的对应表面部分以从而形成焊料可润湿结构172来制造焊料流动路径170。如从图1可以得到的,焊料流动路径170部分地定位在侧壁上并且部分地定位在封装100的焊接表面180上。因此,焊料流动路径170通过可焊接材料与可焊接电接触件106中的一个或多个连续地连接。

图2图示根据另一示例性实施例的封装100的横截面视图。根据图2,用于此封装100的焊料流动路径170由在封装100的侧表面上暴露的垂直贯通连接200的一部分限定。在通过沿着分隔线202分割来将示出的多个封装100的预制件单片化时,垂直贯通连接200(诸如镀覆或完全填充通孔)被轴向地切割成基本上相同的两半,其中焊料可润湿结构172在单片化封装100的垂直侧表面上。焊料可润湿结构172的形成和单片化的同时执行允许非常高效地提供光学可检查性。

图3至图12图示根据示例性实施例的在执行制造封装100的方法期间获得的结构。

为了获得图3中示出结构,可以将图案化芯片载体300提供为用于多个电子芯片102的支撑体。例如,芯片载体300可以是引线框架,例如由铜制成。优选地,芯片载体300具有例如至少250µm的足够大的垂直高度l。更一般地,芯片载体300的厚度可以优选地在20µm与500µm之间的范围内。足够高的厚度l将促进芯片载体300的垂直侧表面起焊料流动路径170的作用的可用性(参见图14至图17)。

为了获得图4中示出结构,多个电子芯片102被附着到芯片载体300的上主表面。可以在铜粗糙化之前或之后执行此管芯附着过程。

为了获得图5中示出结构,使用层压型密封部104来包封根据图4的结构。这可以涉及层压多个电介质层,从而形成层压型密封部104。此外,可以在图5中示出结构的顶部上层压导电层500,例如铜箔。

为了获得图6中示出结构,将导电层500图案化。

为了获得图7中示出结构,在密封部104中钻多个通路孔700以使芯片载体300的表面部分暴露。

为了获得图8中示出结构,用导电材料填充通路孔700,从而形成多个通孔800(这可以通过通孔镀覆来完成)。

为了获得图9中示出结构,通过刻蚀将图8中示出结构的上主表面上的导电材料图案化,从而形成再分配层110的部分。

为了获得图10中示出结构,将芯片载体300图案化,从而形成部分地在密封部104内并且部分地在其外部横向地延伸的刻蚀引线框架。

为了获得图11中示出结构,形成阻焊部1100以覆盖根据图10的结构的上主表面。

为了获得图12中示出结构,例如通过锯割将根据图11的结构单片化成多个单独封装100(参见分隔线202)。

图13图示根据示例性实施例的封装100的横截面视图。可以以如参考图3至图12示出的对应方式来制造根据图13的封装100。根据图13,焊料流动路径170由在这里体现为引线框架的芯片载体300的暴露垂直侧表面限定,电子芯片102被安装在所述芯片载体300上。图13的实施例对应于具有引导端部检查能力的封装100,其中完全图案化引线框架作为金属芯片载体300。优选地,引线框架应该具有至少250µm的高度以便使其侧壁的光学检查变得以高精度可行。根据图13,芯片载体300的下主表面与密封部104的下主表面齐平。

图14图示根据另一示例性实施例的封装100的横截面视图。图14的实施例对应于具有引导端部检查能力的封装100,其具有半刻蚀引线框架作为金属芯片载体300。根据图14,芯片外壳300的一部分定位在密封部104内,并且芯片载体300的另一部分定位在密封部104的外部。

图15图示根据还有另一示例性实施例的封装100的横截面视图。图15的实施例是具有引导端部检查能力的封装100,其中未图案化引线框架作为金属芯片载体300。根据图15,芯片载体300完全定位在密封部104的外部。

图16图示根据示例性实施例的封装100的细节的横截面视图。根据图16,焊接材料152已垂直地攀爬直至在芯片载体300的上端处的位置1600。然而,替换地,可以将焊料流动路径170限定直至封装100的横向表面上的垂直更高位置(参见参考标号1602),或者甚至直至封装100的顶面(参见参考标号1604)。这可以通过调整焊料可润湿结构172的空间延伸来调整。

图17图示根据又另一示例性实施例的封装100的横截面视图。如从图17可以得到的,润湿芯片载体300的横向表面仍可以允许由光学检查设备190或者由操作员(未示出)来进行焊接材料152的质量和润湿性质的光学检查。如从图17可以得到的,用焊接材料152来润湿芯片载体300的所有自由或暴露(镀覆)的部分。

图18图示焊接之前的根据示例性实施例的封装100的三维视图。在焊接之后,芯片载体300的示出的暴露表面部分中的某些或全部将被焊接材料152覆盖。

图19图示有和没有焊料连接的根据示例性实施例的封装100的三维视图。在图19中,示出可以被用于光学检查的焊接材料152的弯月部。此外,示出具有凹面曲率的镀覆通孔1900,其可以被高效地用作良好限定的焊料流动路径170。

图20图示具有焊料连接的根据示例性实施例的封装100的三维视图。图20是图19的实施例的另一图示,但示出芯片载体300的所有暴露表面部分用焊接材料152覆盖。

将参考图21至图25来描述封装100的另一示例性实施例。本实施例基于在图案化金属片2100之前的分割道上的通孔形成,并且导致邮票状设计。

图21图示根据示例性实施例的被用作用于封装100的基底的具有钻通孔2102的金属片2100(例如,由铜制成)的平面图。可以在分割道上钻所述通孔2102,并且可以对其进行镀覆(例如,用诸如金之类的焊料可润湿材料)。图22图示单片化之后的多个封装100的预制件2300的对应平面图。镀覆金属片2100的各部分形成或者可以被电连接到焊盘2302(其可以被配置成电接触件106或者可以与其相同,所述电接触件106如例如在图1中示出的)。在单片化之前,封装100已被包封在层压型密封部104(诸如预浸渍料或fr4)中。在单片化期间,已执行沿着切割线202且因此沿着通孔2102的切割,以便获得具有邮票状周界的封装100。图23图示被嵌入在密封部104中并且被设有通孔2102的焊盘2302的细节的三维视图。图24图示没有偏移(即,其中通孔2102在两个封装100之间的中心或对称位置中)的情况下在单片化之前的根据图22的结构的一部分的平面图。图25图示具有偏移(即,其中通孔2102在两个封装100之间的偏离中心(decentralized)或不对称位置中)的情况下在单片化之前的根据图22的结构的一部分的平面图。图24和图25涉及其中在两个模块或封装100之间共享一个通孔2102的架构。图22中的一个中心通孔2102甚至在四个封装100中间共享。

因此,用于制造引导端部检查结构的图21至图25的实施例基于在镀覆之前在焊盘2302的边缘上形成通孔2102,并且基于从焊盘2302的中心进行切割。根据图21至图25,焊料流动路径170包括腔体2200,其被配置成使得焊接材料152(在图21至图25中未示出)在焊接时流动到腔体2200中以便在那里被进行光学检查。此外,在这里部分地在将多个封装100的预制件2300单片化成单独封装100之前并且部分地在这期间形成焊料流动路径170。因此,在描述的实施例中通过钻孔来形成焊料流动路径170,并且通过分割来使其暴露。

将参考图26至图30来描述封装100的还有另一示例性实施例。本实施例基于图案化之后在分割道上的通孔形成,并且也导致邮票状设计。

图26图示根据示例性实施例的被用作用于封装100的基底的具有钻通孔2102的多个封装100的预制件2300的平面图。可以在图案化之后并且在最终精修之前在分割道上钻所述通孔2102。因此不必要将铜材料割穿。图27图示单片化之后的多个封装100的预制件2300的对应平面图。再次地,封装100已被包封在层压型密封部104中。在单片化期间,已执行沿着切割线202的切割以及因此沿着通孔2102的切割。图28图示被嵌入在密封部104中并且被设有通孔2102的焊盘2302的细节的三维视图。与图23相反,根据图28,焊盘2302的底部停留在密封部104的材料上。根据图28,仅由通孔2102限定的示出结构的垂直曲面的部分包括焊料可润湿材料。图29图示没有偏移(即,其中通孔2102在两个封装100之间的中心或对称位置中)的情况下在单片化之前的根据图28的结构的一部分的平面图。图30图示具有偏移(即,其中通孔2102在两个封装100之间的偏离中心或不对称位置中)的情况下在单片化之前的根据图28的结构的一部分的平面图。图29和图30涉及其中在两个模块或封装100之间共享一个通孔2102的架构。图27中的一个中心通孔2102甚至在四个封装100中间被共享。

因此,用于制造引导端部检查结构的图26至图30的实施例基于在镀覆和结构化之后但在最终精修之前的通孔2102的制造。对应制造过程的益处是可以仅仅通过切穿层压材料来完成封装分离,从而允许较高的切割速度并且没有由封装分离期间的铜材料的可能分层引起的风险。

代替根据图21至图30的钻通孔2012,还可能的是,通过机械路线设计(或通过激光路线设计)来形成狭槽。这可以在相应模块或封装100(包括相应焊盘2302中的一个或某些或全部)的边缘(或边缘部分)和/或拐角(或拐角部分)处执行。这可以在图案化之后(参见根据图31至图39的实施例)、在图案化之前或者在镀覆之前等被执行。在焊盘2302是在镀覆之后制造的情况下,镀覆边缘接触件可以仅如导体或引线框架那么厚。然而,这允许制造同时显露数个接触焊盘2302的狭槽(可以仅在显露的金属表面上镀覆可焊接的最终面层)。

图31图示根据示例性实施例的被用作用于封装100的基底的具有经路线设计的狭槽3100(在图31的平面图中具有十字或“+”形状)的多个封装100的预制件2300的平面图。可以在图案化之后且在最终精修之前在预制件3100的邻近封装100之间的拐角上对该经路线设计的狭槽3100进行路线设计。图32图示在通过沿着切割线202切割进行的单片化之后的多个封装100的预制件2300的对应平面图。再次地,封装100已被包封在层压型密封部104中。在单片化期间,已执行沿着切割线202的切割以及因此沿着经路线设计的狭槽3100的切割。图33图示被嵌入在密封部104中并且在拐角中设有经路线设计的狭槽3100的焊盘2302的细节的三维视图。拐角2302的整体或仅一部分被打开。因此在相应封装100的相应拐角上执行检查。

图34图示根据示例性实施例的被用作用于封装100的基底的具有经路线设计的狭槽3100(然而在图34的平面图中具有变圆的矩形形状)的多个封装100的预制件2300的平面图。可以在图案化之后并且在最终精修之前在预制件3100的拐角上对该经路线设计的狭槽3100进行路线设计。图35图示单片化之后的多个封装100的预制件2300的对应平面图。再次地,封装100已被包封在层压型密封部104中。在单片化期间,已执行沿着切割线202的切割以及因此沿着经路线设计的狭槽3100的切割。图36图示被嵌入在密封部104中并且在拐角中设有经路线设计的狭槽3100的焊盘2302的细节的三维视图。可以将根据图36的几何结构表示为扭曲角焊盘,其具有由根据图34至图36的狭槽3100的形状得到的45°角。因此在封装100的相应拐角上执行检查。

图37图示根据示例性实施例的单片化之前的多个封装100的预制件2300的平面图。根据图37的实施例涉及嵌入式功率连接盘网格阵列(lga)。在最终精修之前经路线设计的狭槽3100(具有变圆的矩形形状)。这在管脚区域处实现,使得封装边缘对应于管脚边缘。本实施例导致在板组装之后的侧壁润湿的适当可见性。图38图示图37的细节。图39图示根据示例性实施例的图37的一部分的横截面视图。图39的横截面视图还示出焊盘2302可以由金属芯3900(例如,芯片载体,诸如引线框架,其由铜制成)形成,所述金属芯3900被具体由高度焊料可润湿材料(诸如金)制成的镀覆物3902覆盖。

特别是在其中在封装100的底侧或焊盘上使用铜引线框架或厚铜镀覆的情形下,在最终精修之前用分割进行的半切割可以用来从侧面打开铜材料。

图40图示根据示例性实施例的单片化之前的多个封装100的预制件2300的平面图。图41图示在已执行半切穿引线框架(参见切割线4100)之后在最终精修之前的预制件2300的平面图。图42图示在已用较薄刀片执行最终切穿层压件(参见切割线202)以从而获得单独封装100之后的预制件2300的平面图。图43图示根据示例性实施例的根据图40至图42制造以便设有台阶式边缘4200的封装100的一部分的三维视图。图43a另外图示两个提到的切割过程。

根据又另一示例性实施例,可以在镀铜之前(将图44与图48比较)或在最终精修之前(参见图49至图53)在焊盘2302的边缘上形成大的微通孔。

根据图44至图48的实施例基于在结构化之前的盲通孔和狭槽的形成。

图44图示根据示例性实施例的封装100的预制件的细节的平面图。特别地,通过激光钻孔在相应焊盘2302的边缘上钻多个盲通路孔4400。图45图示封装100的一部分的三维视图,所述封装100设有被通路孔4400中的一个暴露的导电停止层4500。当激光钻孔过程从上侧到达停止层4500时,钻孔过程终止(例如,通过深度控制)。图46图示根据描述的示例性实施例的作为用于封装100的基底的具有通孔4400的金属片2100的平面图。图47图示根据描述的实施例的在层压和焊盘形成以及单片化之后的封装100的平面图。通过从多个封装100的预制件2300经由沿着将通路孔4400在中间分离的切割线切割而进行的单片化,获得根据图47的封装100。如从图44至图47可以得到的,通路孔4400可以具有圆形横截面。图48图示根据另一示例性实施例的封装100的平面图,其由于以下事实而不同于图47的实施例:根据图48的通路孔4400具有变圆的矩形横截面而不是圆形横截面。

在根据图44至图48的实施例中,可以在焊盘2302的边缘处(例如,部分地在分割道上)钻所述通路孔4400。可以在正常微通路孔的形成期间完成镀覆。然后打开通路孔4400(例如,通过在板分离期间进行分割)以在封装100的横向或侧表面处提供引导端部检查能力(参见图15中的焊料流动路径170)。

根据图49至图53的实施例基于在结构化之后的盲通孔和狭槽的形成。

图49图示根据示例性实施例的封装100的预制件的细节的平面图。特别地,通过激光钻孔在相应焊盘2302的边缘上钻具有变圆的矩形形状的多个盲通路孔4400。图50图示封装100的一部分的三维视图,所述封装100设有被通路孔4400中的一个暴露的导电停止层4500。当激光钻孔过程从上侧到达停止层4500时,钻孔过程终止(例如,通过深度控制)。因此,焊盘边缘在最终精修之前被打开。图51图示根据示例性实施例的层压和焊盘形成之后的封装100的预制件的平面图。图52图示激光清洁和表面精修之后的根据图51的预制件的平面图。图53图示分割或单片化之后的封装100的平面图。

在根据图49至图53的实施例中,从停止层4500至焊盘2302的基本上垂直的焊料流动路径170被层压型密封部104的材料的不可润湿间隙5000中断。然而,此间隙5000窄到足以允许焊接材料152在焊接时桥接间隙5000。

图54图示根据示例性实施例的封装100的底侧,并且图55图示其顶侧。封装100的底侧上的焊盘2302围绕通孔5600,所述通孔5600从底侧延伸至顶侧并且由焊料可润湿结构172(例如,镀金)横向地定界。在其他实施例中将焊盘2302表示为可焊接电接触件106(因此这些术语在所有实施例中可以交换。图56图示焊接之前的根据示例性实施例的根据图54和图55的封装100的横截面视图。在描述实施例中,焊料流动路径170由延伸通过封装100的焊料可润湿结构172和镀覆通孔5600限定。

图57图示由焊接之后的根据示例性实施例的根据图54至图56的封装100组成的装置150的横截面视图,并且所述装置150由诸如印刷电路板之类的安装基座108组成。如从图57可以得到的,通过用焊接材料152在封装100的焊盘2302与安装基座108的焊料焊盘158之间建立焊料连接,焊接材料152的一部分被垂直地抽吸并因此通过镀覆通孔5600流动到封装100的上主表面,其形成本实施例中的光学上可检查表面174。此流动由通孔5600的镀覆物的可润湿性质触发。

为了获得根据图54至图57的实施例,在焊盘2302上钻所述通孔5600。可以在顶侧上形成小接触盘5602以改善焊料连接的视觉可检查性的准确度。在焊接材料152已通过可润湿镀覆通孔5600上升直至接触盘5602之后,可以在装置150的顶侧上检查焊接材料152,如图57中示出的。通孔5600的内径可以例如在0.3mm与2mm之间的范围内,例如0.5mm。可以在镀铜之前在焊盘区域上制造单独通孔5600。

用以创建封装端子的可润湿侧壁的另一选项是创建厚铜层(例如,至少100µm)作为封装的最外层。一种方式是使用厚铜基层或半刻蚀引线框架,仅通过刻蚀来处理布局,或者通过处理薄铜层中的布局并且然后镀铜以创建优选地至少100µm厚度的铜层。要求焊点检查的外围焊盘应该以100µm或以下的距离相对于封装边缘定位。然后,可能的是,自底侧执行精确单片化过程(例如,刻蚀、路线设计、分割)以释放组件焊盘的铜侧壁。在半刻蚀引线框架的情况下,可能的是,释放甚至整个引线框架厚度,这将导致较高的引导端部检查结构。然后组件可以运行通过用以创建最终可焊接面层的镀覆过程和单片化过程。在下文中将参考图58至图61来描述这样的和类似的实施例。

图58至图60图示根据示例性实施例的相应封装100的部分的横截面视图。

为了获得根据图58的结构,可以在层压型密封部104上层压铜箔5800。随后,可以在铜箔5800上形成镀铜结构5802。此后,可以将镀铜结构5802和铜箔5800图案化。

为了获得根据图59的结构,可以在层压型密封部104上层压厚铜箔5800并可以将所述厚铜箔5800图案化。

为了获得根据图60的结构,可以在芯片载体处理期间已将作为芯片载体300的半刻蚀引线框架图案化。

可以使用图58、图59或图69中示出的结构中的任何结构来创建具有横向表面的厚铜结构,其可以充当焊料流动路径170或其一部分,如以上描述的那样。

图61图示根据示例性实施例的单片化期间的预制件2300的细节的横截面视图6100,以及多个封装100的预制件2300的平面图6150。

结构化铜层6102定位在预制件2300的下主表面处。参考标号6104指示两个封装100之间的将去除层压材料的位置。第一分离过程已经在用参考标号6106指示的位置处实现。为了获得预制件2300,可以执行以下过程流程:铜结构化、用以释放铜侧壁的精确单片化、镀覆以及封装100的单片化。

参考图58至图61,因此可以概括的是,用以创建封装100的可焊接电接触件的可润湿侧壁的一个选项是在封装100的最外层处创建足够厚的铜层。

用以创建可焊接侧壁特征的另一选项是使用以下过程次序:第一过程再次地是自顶侧的精确分离(诸如路线设计、分割、激光切割或组合)以及在被用于底侧结构化的最终铜层的顶部上的停止。然后,单片化封装可以运行通过单个组件镀覆过程以创建最终可焊接表面面层。这将在下文中更详细地描述:

图62图示根据示例性实施例的单片化期间的预制件2300的细节的横截面视图6100和多个封装100的预制件2300的平面图6150。根据图62,焊料流动路径170由具有自由边缘6200的可润湿结构6202限定,其被配置成使得焊接材料152在焊接时围绕边缘6200朝着光学上可检查表面174流动。

为了制造图62中示出的预制件2300以便形成可焊接侧壁特征,自顶侧执行精确分离,在被用于底侧结构化的最终铜层的顶部上停止。然后,单片化封装100可以运行通过单个组件无电镀的镀覆过程以创建最终可焊接表面面层。

图63和图64图示处理期间的不同阶段中的根据示例性实施例的封装100的一部分。作为图62的替换,可能的是,使自由边缘6200向上弯曲(参见图63中的参考标号6300)以形成l形焊盘2302(参见图64)以从而简化焊接材料152沿着焊料流动路径170到密封部104内的光学上可检查间隙6400中的流动。此外,这可以创建较高的可焊接侧壁。图65图示焊接之后的根据图64的封装100的细节,示出根据图64的弯曲焊盘2302导致焊接材料152的较大焊料圆角(solderfillet)以及较高且更明显的弯月部6500。

图66图示根据示例性实施例的封装100的细节。在镀覆有焊料可润湿镀覆物6600作为最终面层的厚焊盘2302的情况下,也可以进一步促进焊接材料152直至光学上可检查表面174的可靠流动。

图67图示焊接之后的根据图63的封装100的细节。根据图67,攀爬的焊接材料152还覆盖焊盘2302的顶面。

用以创建侧面可润湿焊盘的简单方式是以例如100µm或以下的距离相对于封装边缘放置相应组件焊盘或终止部。在下文中将解释此类实施例。

图68图示根据示例性实施例的多个封装100的预制件2300(示出为2×2板)的平面图。图69图示沿着线a-a'的根据图68的预制件2300的一部分的横截面视图。在最终可焊接面层的处理期间,可以用镀覆层7000来镀覆所有暴露铜结构,如在图示图69的细节的图70中示出的。

图71图示根据示例性实施例的装置150的一部分的横截面视图。图68至图70中示出结构被整合在图71中。

应该指出的是,术语“包括”不排除其他元件或特征,并且“一”或“一个”不排除多个。还可以将与不同实施例相关联描述的元件组合。还应该指出的是,不应将参考符号解释为限制权利要求的范围。此外,本申请的范围不意图限制于在本说明书中描述的过程、机器、制品、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施例。因此,所附权利要求意图在其范围内包括此类过程、机器、制品、物质组成、装置、方法或步骤。

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