专利名称：用于电子封装的器件和销钉固定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子封装和装配器件，尤其是球栅阵列封装(BGA)、芯片尺寸/级封装(CSP)、多芯片模块/封装(MCP/MCM)、无源电子器件，及它们的制造方法。另外，本发明还涉及用于掩蔽目的的固定装置。
微电子器件通常用易碎的半导体材料制造，需要提供电子封装以防止潮气进入和机械损坏，其中还包含连接半导体器件和外部电路的导电线迹(trace)。
取决于电子封装的预期复杂程度，可在一个或多个集成电路芯片(ICC)和衬底(PCB)之间夹入多层互连结构。在Neftin的美国专利第5,661,341号中描述了一种这样的多层互连结构，其包括多个铝层，每一层厚度通常为几微米，且沉积在预先准备的底层的上面。
另一种可减少使用空间并提供电路芯片和外部电路之间的高密度互连的封装结构是球栅阵列(BGA)封装。在现有技术中已公开了不同类型的BGA封装，包括Mahalikar的WO 94/22168中描述的具有金属基板的BGA封装、Mans R.S.等人的US 5,355,283以及Lin P.T.等人的US5,045,921中描述的具有塑料基板的BGA封装。在第一种类型中，金属基板包含多个与基板电隔离的导电通道，且它们的两端分别与外部电路和集成电路器件电连接。制造这种BGA封装的方法包括在金属基板上钻孔、对金属基板阳极氧化处理，以及向绝缘孔中插入金属销钉。这样的具有金属基板的BGA封装具有良好的热性能。在第二种类型中，在多层衬底上用有机材料形成绝缘层，在衬底上用机械或激光钻孔形成多个通道，并向其中塞入导电材料。这种类型的BGA封装热性能不好，但易于实现较高的互连密度。
现在已开发了从生热模散热性能改善的BGA封装。尤其在美国专利第5,583,778、5,767,575和5,629,835号中描述了具体的实施方案。
用于区域选择性阳极氧化目的的常规掩蔽工艺比较复杂且成本昂贵，包括用光刻和淀积技术施加并随后去除不活泼的掩蔽层。掩蔽层的形式可以是光刻胶材料、致密氧化物、钽金属薄膜等。在美国专利US5,661,341中描述了光刻胶掩模的使用。在WO 95/08841中描述了致密氧化物掩模的使用。在日本专利JP 1,180,998中描述了橡胶掩模的使用。在日本专利JP54,0332,249中描述了金属掩模的使用。在日本专利JP59,094,438中描述了在阳极氧化工艺中光刻胶掩模的使用。
根据本发明的第一方面，提供一种器件，其具有分离的实心主体，该实心主体具有一对通常平行的相背的主表面，该空心主体具有由多孔阀金属氧化物为基的材料构成的主体部分，该主体部分具有一对分别构成上述两个主表面的一部分的外表面并从一个上述主表面向另一个所述主表面延伸，该主体部分具有一个或多个电绝缘的阀金属导电线迹，这些线迹在其嵌入的一个所述主表面到另一个所述主表面之间的厚度为约10～400μm，一个或多个所述线迹具有从构成一个所述主表面的一部分的外表面向里呈分散形状的线迹部分。
多孔阳极氧化在两个相背面之间沿电势差方向以比在横截面方向略高的速度穿过原始阀金属坯料，从而在对阀金属坯料进行所谓的单面阳极氧化时，在阀金属坯料的一个主表面上的圆形掩模元件有效地保护向内收缩的圆锥形阀金属通道。同样地，在所谓的多面阳极氧化时，在坯料的两个主面上施加的调整为同心的两个圆形掩模元件有效地保护鼓形的阀金属通道。通常，单面阳极氧化对阀金属坯料阳化的最大多孔氧化物厚度相对于相背面中的一个可达约200μm，而双面阳极氧化可氧化到最大多孔氧化物厚度为约400μm，由此将电绝缘的阀金属导电线迹的厚度限定在约10～400μm的范围。
用来制造本发明的器件的合适的阀金属(valve metal)坯料有铝、钛、钽和其它的阀金属，尤其优选包括Al5052、Al5083、Al5086、Al1100、Al1145等。本发明的器件可容易地根据客户鉴于所期望的产品规格提出的要求，这些规格包括电气性能，热机械性能如热膨胀系数(TCE)、杨氏模量、弹性，热性能如热传导系数，以及其它因数。本发明的器件具有良好的热性能，易于实现高的互连密度，并可用简单、低成本且保护环境的方法制造。
每个器件可认为由两种或更多种的在该器件的两个相背面之间延伸的基本构造单元的不同组合构成。构造单元包括完全的原始阀金属构造单元、完全的多孔氧化物构造单元、在原始阀金属构造单元上的复合多孔氧化物、在多孔氧化物构造单元上的复合原始阀金属、以及在原始阀金属和多孔氧化物单元之间夹着多孔氧化物的复合结构。本发明的器件的宽广范围预计包括尤其是用来连接IC器件或器件和电子板(通常是印刷电路板)的芯片级封装(CSP)支撑结构、球栅阵列(BGA)支撑结构，多芯片模块(MCM)支撑结构、用于互连的互连器件、用于线圈或变压器的线圈等。
根据本发明的第二方面，提供一种制造具有期望的产品规格的器件的方法，包括下列步骤(a)提供分离的具有一对通常为平行的相背的主表面的阀金属坯料；(b)根据所期望的产品规格对坯料的至少一个主表面选择性掩蔽；以及(c)对选择性掩蔽后的坯料多孔阳极氧化处理以将其主体部分转变成多孔阀金属氧化物，该主体部分具有一对分别构成上述两个主表面的一部分的外表面并从一个上述主表面向另一个所述主表面延伸，该主体部分具有一个或多个电绝缘的阀金属导电线迹，这些线迹在其嵌入的一个所述主表面到另一个所述主表面之间的厚度为约10～400μm，一个或多个所述线迹具有从构成一个所述主表面的一部分的外表面向里呈分散形状的线迹部分。
本发明的方法可由阀金属坯料制造只有一种多孔氧化物厚度的较简单的产品规格的器件，对于仅是相背的两个主表面中的一个的情况，用单面阳极氧化；对于两个主表面的情况，用双面阳极氧化。另外，本发明的方法也可制造对于坯料的一个或两个相背主表面具有两个或多个不同多孔氧化物厚度的具有较复杂产品规格的器件。可以通过各具有不同掩模的两个或多个连续的多孔阳极氧化处理，或者，在坯料两个主表面上施加的掩模对于阳极氧化可保护不同区域以及不同时间的单步阳极氧化处理，实现不同的多孔氧化物厚度。
不同的保护时间可通过不同厚度的致密氧化膜掩模元件(以后称DOME)实现，这些致密氧化物在多孔阳极氧化处理时转变成多孔氧化物。但是，致密氧化物的转变速度比原始阀金属材料的转变速度慢得多，例如，0.1μm厚的DOM可以对下面的原始阀金属材料保护3个小时，而在这3个小时内单面多孔阳极氧化处理通常可把原始阀金属材料转变成40μm厚的多孔氧化物。本发明的方法还可以采用复合掩模，其在较厚的例如为0.5μm的DOM上有一光刻胶掩模，从而有效地防止在DOM之下的原始阀金属材料的多孔阳极氧化。
根据本发明的制造器件的方法适用于包含多个器件的大面积面板的制造。
在多孔阳极氧化中或之后，可将合适的物质注入坯料的多孔氧化物部分以密封这些孔，例如在授予Toshignki等人的美国专利第3,622,473号中对此有描述。而且，在阳极氧化中坯料坯料通常会变厚，从而对于BGA、MCM、CSP的支撑结构需要平整处理以获得期望的平整度和厚度。
根据本发明的第三方面，提供一种销钉固定装置，用来和电源一起使用以对具有表面的阀金属坯料多孔阳极氧化，该销钉固定装置包括一层销钉，每个销钉具有一个用来与所述表面直接并置以对其相应区域掩蔽的顶端面，一个或多个所述顶端面与电源直接相连，以实现电源和被直接并置的所述表面的电连接。
根据本发明的销钉固定装置可在阀金属坯料表面的一个或多个区域上通过机械夹紧实现同时掩蔽，并与用来对坯料阳极氧化处理的电源电连接。由此，销钉固定装置可有利地消除对阀金属坯料的赘余部分的需要，传统上要用该赘余部分以与电源连接，并且最终要去除它。
为了更好地理解本发明及其在实际中的应用，下面结合附图以非限制性示例的方式对优选实施方案进行描述，其中相似的部件采用相同的标号。
图1是根据本发明第1实施方案的器件的示意视图；图2是沿图1中A-A线的剖视图；图3示出在制造图1的器件时，仅一次单面多孔阳极氧化处理时的视图；图4-6是在制造根据本发明第2实施方案的器件时，在仅一次双面多孔阳极氧化处理期间的与图1-3对应的视图；图7-9是在制造根据本发明第3实施方案的器件时，在仅一次单面多孔阳极氧化处理期间的与图1-3对应的视图；图10-12是在制造根据本发明第4实施方案的器件时，在仅一次双面多孔阳极氧化处理期间的与图1-3对应的视图；图13是根据本发明第5实施方案的器件的示意视图；图14是沿图13中E-E线的剖视图；图15A和15B是在连续的两次双面多孔阳极氧化处理期间用于制造图13的器件的两个掩模的俯视图；图16A-16F是说明图13的器件的制造方法的铝的一部分的剖视图；图17A和17C是在具有延迟掩模的一次双面多孔阳极氧化处理期间用于制造图13的器件的三个掩模的俯视图；图18A-18J是说明图13的器件的制造方法的铝坯料的一部分的剖视图；图19-20是在制造根据本发明第6实施方案的器件时的与图13和14对应的视图；图19B是图19A的器件变化后的视图；图21-22是在制造根据本发明第7实施方案的器件时，的与图13和14对应的视图；图23是包含中间粘结层的多层器件的剖视图；图24是包含导电焊球的多层器件的剖视图；图25是BGA封装的空腔朝上、引线键合结构的剖视图26是图25的BGA封装的BGA夹层结构的封闭剖视图；图27是包含倒装片模片的BGA封装的剖视图，其中有凸块的电气无效中心区和I/O凸块的周边区；图28是具有全阵列I/O倒装片模片的BGA封装的剖视图；图29是根据本发明的销钉固定装置的第一实施方案的透视图；图30是沿图29的线Ⅰ-Ⅰ的剖视图；图31是用两个图29的销钉固定装置机械夹紧阀金属坯料的侧视图；图32-34是根据本发明的销钉固定固定装置的第二实施方案的与图29-31相对应的视图。
在附图中，在本发明的器件制造工艺中不同的材料用不同的阴影线表示，不同的材料包括金属铝、多孔氧化铝、致密氧化铝和掩模。而且，用弯箭头表示多孔阳极氧化，用直箭头表示致密阳极氧化。为了清楚起见，厚度一般为0.1～0.5μm的DOME的厚度与厚度为约200μm的铝坯料不是按比例绘制的。
现在看图1-3，用作BGA支撑结构、MCM支撑结构、CSP支撑结构等的器件1具有分离的实心主体2，其具有两个通常平行的相背的主表面3和4。该实心主体2具有封口或未封口的多孔铝主体部分6，它的一对外表面7和8分别构成主表面3和4的一部分。该主体部分6中具有由一个或多个电绝缘的平截头倒圆锥形铝通道的阵列9。每一个铝通道11构成一个电绝缘原始阀金属导电线迹，且具有分别构成主表面3和4的一部分的外表面12和13。器件1由铝坯料14制造，在其主表面3上施加有完整的掩模16，在其主表面4上施加有与铝通道的阵列9对应的环形掩模元件18的阵列17，然后进行一个阶段的单面多孔阳极氧化。典型的器件1具有以下规格尺寸l=0.2cm,w=0.1cm,h=100μm,b=300μm,d1=35μm,d2=75μm。
现在再看图4-6，器件21与图1的器件1相似，不同之处在于，它更厚且具有由一个或多个鼓形铝通道组成的阵列22，即，对于每个铝通道23，从构成主表面3一部分的外表面24向构成主表面4一部分的外表面26先发散后收缩。器件21由铝坯料27制造，在其主表面3和4上施加有两个相同的阵列17，然后进行一个阶段的双面多孔阳极氧化。典型的器件21具有以下规格尺寸l=0.2cm,w=0.1cm,h=200μm,b=300m,d1=35m,d2=75m。
现在再看图7-9，器件28与图1的器件1相似，不同之处在于它是由铝坯料29制得，其上有薄区的阵列31，在每个薄区32上方形成平截头圆锥形凹部33。对该铝坯料29进行与图3的铝坯料14相同的一阶段单面多孔阳极氧化，以在薄区32上形成铝通道的阵列9，由此也形成被电绝缘的铝穴34。典型的器件28具有以下规格尺寸l=0.6cm,w=0.4cm,h1=500μm,h2=100μm,b=1000μm,d1=100μm,d2=150μm。
现在再看图10-12，器件36与图7的器件28相似，不同之处在于它具有更厚的薄区32形成，由此与图6的坯料27相似地需要一阶段的双面多孔阳极氧化，从而得到鼓形的铝通道的阵列22。典型的器件36具有以下规格尺寸l=0.4cm,w=0.4cm,h1=500μm,h2=200μm，b=1000μm,d1=150μm,d2=200μm。
现在再看图13-14，器件37与图4的器件21相似，都具有鼓形铝通道的阵列22，不同之处在于还包括接地金属厚片38，它也构成电绝缘原始阀金属导电线迹。该厚片38具有的主表面39和41分别与主表面3和4以及通常为氧化铝绝缘的管状部分43平行。每个管状部分43都向外延伸到主表面3和4，并具有从其中穿过的铝通道23。厚片38通过接地铝通道44与地连接。典型的器件37具有以下规格尺寸l=0.5cm,w=0.4cm,h1=200μm,h2=h4=90μm,h3=20μm,b=1mm,d1=150μm,d2=300μm,d3=600μm。
器件37可采用结合图16A-16F描述的连续的两阶段双面多孔阳极氧化工艺，其中使用了后面结合图15A或15B描述的掩模，或者，采用后面结合图18A-18J描述的一阶段双面多孔阳极氧化工艺，其中采用后面结合图17A-17C描述的掩模，由具有两个相背主表面47和48的铝坯料46制得。
现在参看图15A和15B。图15A示出在第一双面多孔阳极氧化步骤中对铝坯料的主表面47和48进行选择性掩蔽以获得中间产品51的掩模49(见图16C)，而图15B示出在第二双面多孔阳极氧化步骤中对中间产品的每个的主表面53和54进行选择性掩蔽以获得器件37的前体56的掩模52(见图16F)。掩模49包括圆形掩模元件57的阵列，而掩模52包括环形孔58的阵列。为了形成铝通道44，在掩模52的下角缺少一个环形孔。掩模元件57和孔58的尺寸为d1=d2=300μm,d3=600μm,b=1000μm。
现在看图16A-16F，在铝坯料主表面47和48上施加一对掩模49，并调整为使相对的多个掩模元件57的中心分别同心(见图16A)。对掩蔽后的铝坯料46进行短时间的第一双面多孔阳极氧化处理以形成中间产品51(见图16B)。从中间产品51上去除掩模49，在中间产品51的两个主表面53和54都形成与掩模元件57对应的铝外表面59和61的图案(见图16C)。向中间产品的主表面53和54上施加一对掩模52，并根据铝外表面59和61的图案进行调整使每个环形孔58的中心与铝外表面59和61的中心吻合(见图16D)。对中间产品51进行第二双面多孔阳极氧化处理以形成前体56(见图16E)，对其研磨、抛光(见图16F)后就结束。
现在参看图17A-17C。图17A示出在低电压致密阳极氧化步骤中对铝坯料的主表面47和48进行选择性掩蔽以获得第一中间产品63的掩模62(见图18C)，而图17B示出在高电压致密阳极氧化步骤中对第一中间产品的主表面66和67选择性掩蔽以获得第二中间产品68的掩模64(见图18F)，而图17C示出在多孔阳极氧化步骤中对第二中间产品的主表面71和72进行选择性掩蔽以获得器件37的前体73的掩模69(见图18J)。掩模62包括圆形掩模元件74的阵列，掩模64包括环形孔76的阵列，而掩模69包括圆形掩模元件77的阵列。为了形成铝通道44，在掩模62的下角具有一个小的圆形掩模元件。掩模元件74和77和孔76的尺寸为d1=600μm,d2=d3=d4=300μm,b1=b2=b3=1000μm。
现在看图18A-18J，在铝坯料主表面47和48上施加一对掩模62，并调整为使相对的多个掩模元件67的中心分别同心(见图18A)。对掩蔽后的铝坯料46进行低电压的双面致密阳极氧化处理以形成具有薄DOME78的中间产品63(见图18B)。从中间产品63上去除掩模62，在其两个主表面66和67上都形成与掩模元件74对应的铝外表面79和81的图案(见图18C)。向中间产品的主表面66和67上施加一对掩模64，并进行调整使每个环形孔76的中心与铝外表面79和81的中心吻合(见图18D)。对中间产品63进行高电压的双面致密阳极氧化处理以形成具有厚DOME82的中间产品68(见图18E)，从中间产品68上去除掩模64，在其两个主表面83和84上都形成铝外表面83和84的图案(见图18F)。向中间产品的主表面71和72上施加一对掩模69，并进行调整使掩模元件77的中心与厚DOME82的中心吻合(见图18G)。对中间产品68进行双面多孔阳极氧化处理以形成前体73(见图18H)，对其研磨、抛光以去除厚DOME82(见图18J)。
现在看图19和20，用作连接不同电子元件的互连单元的器件86具有分离的实心主体87，其具有通常平行的两个相背的主表面88和89。该实心主体2具有封口的多孔铝主体部分91，它的一对外表面92和93分别构成主表面88和89的一部分。该主体部分91具有嵌入其中的电绝缘的U型铝线迹94。线迹94包括一个较大的通常为水平杆状的线迹部分96和两个较小的垂直线迹部分97和98，后者分别具有构成主表面88一部分的外表面99和101。典型的器件86具有以下规格尺寸l=3cm,w=3cm,h1=50μm,h2=h3=5μm,h4=40μm,b=20μm,d1=35μm,d2=40μm,s=20.01mm。另外，器件86也可以具有其较小的垂直线迹部分朝向相反方向的线迹102(见图19B)。
现在看图21和22，用作用于绕组或变压器的线圈的器件103具有分离的实心主体104，其具有通常平行的两个相背的主表面106和107。该实心主体104具有封口的多孔铝主体部分108，它的一对外表面109和111分别构成主表面106和107的一部分。该主体部分108具有镶入其中的电绝缘的U型铝线迹112。线迹112包括一个较大的通常为水平线圈状的线迹部分113和两个较小的垂直线迹部分114和116，后者分别构成主表面109和111的一部分。典型的器件103具有以下规格尺寸l=0.5cm,w=0.5cm,h1=150μm,h2=h3=h4=50μm,a=100μm,C=500μm。
现在看图23，多层器件121包括两个垂直层叠的器件86A和86B，器件86A和86B都具有主表面88和89、线迹102、以及垂直线迹部分97和98。由Z轴各向异性的粘接层122，例如可从美国公司Loctite Corp.或Sheldhal买到，构成的中间层夹在两个器件86A和86B的相对面89A和88b之间，既把两个器件粘接起来，又可实现相对的垂直线迹部分98A和97B之间的电连接，从而实现垂直线迹部分97A和98B之间的连通。多层器件121还包括上、下焊接掩模层123和124，它们具有孔126，用来使与垂直线迹部分97A和91B连接的接点127露出来。图24示出了与多层器件121相似的多层器件128，不同之处在于采用了导电焊球129，而不是Z轴各向异向粘接层122。
可以认为，多层器件121和128可以在上述器件的大范围内选择来制得，尤其是采用器件37，可实现不同互连形貌的多样性。而且，根据所期望的复杂程度，多层器件可包括两个或多个器件的垂直叠层。
现在看图25和26,BGA封装131包含BGA夹层结构132，该夹层结构132包括器件137、上焊盘和信号层133、下焊盘层134、具有孔137的上和下焊接掩模层136。上焊盘和信号层133以及下焊盘层134都包含0.15μm的金层、4μm的镍层和15μm的铜层。焊接掩模层136的最大厚度为50μm。BGA封装131包含一个或多个模片138(只示出一个)，它们粘接固定在与BGA夹层结构132一体形成的铝条139上。铝条139是完整的，且与模片138的足迹相同。模片的I/O焊盘141通过键合引线142与上焊盘层133相连，而Sn/Pb焊球143连接在下焊盘层134和PCB板(未示出)之间。另有Sn/Pb焊球144与铝条139的下部相连，用来从模片138散热。金属罩146覆盖BGA夹层结构132和它的一个或多个模片138。金属罩146具有向下伸出的部分147，以使其与一个或多个模片138的上表面并置，且进一步促进从其上散热。通常，通过一薄的热脂层148导热。h1到h6的大体尺寸为h1=2.5mm(最大值)，h2=200μm,h3=0.25～0.5mm,h4=0.5mm,h5=0.5～0.6mm,h6=0.6mm。模片和铝条之间的粘接层在约0.03～0.06mm之间。
现在看图27和28，BGA封装151和152与BGA封装131相似，不同之处在于它们采用两种不同类型的倒装片模片，即，倒装片模片153具有的凸块阵列中有位于电气无效的中央区域的凸块153A和周边区域的I/O凸块153B，而倒装片模片154的阵列是全部I/O凸块。在前者中，BGA封装151包括BGA具有条157的夹层结构156，条157具有完整的中心部分157A和中介的环绕边157，中心部分157A与有凸点153A的模片的中心部分具有相同的足迹，环绕边157B位于不导电部分158之下，由此BGA封装151与模片的是有I/O凸块153B的周边部分不直接热接触。在后者中，BGA封装152包括具有条161的夹层结构159,被不导电部分162完全覆盖，从而整个全I/O凸块阵列与条161不直接热接触。两种BGA封装151和152都包括与模片上表面直接热接触以从其上散热的罩146。BGA封装151和152的h1到h7的大体尺寸为h1=2.1mm(最大值)，h2=200μm,h3=0.25～0.5mm,h4=140±15μm,h5=0.5～0.6mm,h6=0.6mm,h7=80～90μm。
现在看图29-31，与电源222一起使用、用来对具有表面224的阀金属坯料223进行多孔阳极氧化处理的销钉固定装置221，包括一层锥形销钉226。这层销钉226由钛制成且与电源222直接接触。每个销钉227具有一个顶端面228，用于与表面224直接并置，使坯料223和电源222相连。在多孔阳极氧化处理中，所有销钉固定装置221的下表面，包括销钉227的外周面都变成致密氧化钛，而其内部包括销钉227的芯部231仍是钛，这样销钉固定装置221就适合多重多孔阳极氧化处理了。在销钉固定装置221的替换方案中，销钉226层可由铝制成，从而在多孔阳极氧化时，整个销钉226层最终转变到多孔氧化铝。
现在看图32-34，销钉固定装置332与销钉固定装置221相似，不同之处在于销钉233层由非金属材料例如陶瓷制成，而每个销钉234具有与电源222连接3金属的顶端面236，以与阀金属坯料223的表面224直接并置。
虽然结合一些实施方案对本发明进行了描述，应当认为仍可对本发明进行多种变化、改进或改作其它用途。
权利要求
1．一种器件，具有分离的实心主体，该实心主体具有一对通常平行的相背的主表面，并具有由多孔阀金属氧化物为基的材料构成的主体部分，该主体部分具有一对分别构成上述两个主表面的一部分的外表面且从一个上述主表面向另一个所述主表面延伸，该主体部分具有一个或多个电绝缘的阀金属导电线迹，这些线迹在其嵌入的一个所述主表面到另一个所述主表面之间的厚度为约10～400μm，所述一个或多个线迹具有从构成一个所述主表面的一部分的外表面向里呈发散形状的线迹部分。
2．如权利要求1所述的器件，其中所述主体部分具有第一和第二邻接部分，这两部分在两个相背的所述主表面之间的以多孔阀金属氧化物为基的材料的厚度分别不同，第一厚度等于一对所述主表面之间的厚度，而第二厚度为零。
3．如权利要求2所述的器件，其中所述主体部分具有第一和第二邻接部分，这两部分在两个相背的所述主表面之间的以多孔阀金属氧化物为基的材料的厚度分别不同，所述第一厚度等于一对所述主表面之间的厚度，而从一个主表面朝内向另一个主表面延伸的所述第二厚度小于第一厚度。
4．如权利要求3所述的器件，其中所述第二部分具有多于一个的分别从两个所述相背的主表面向内延伸的阀金属氧化物的厚度，且这些厚度的和小于所述第一厚度。
5．如权利要求1所述的器件，其中所述一个或多个电绝缘线迹由一个或多个在所述相背的主表面之间延伸的电绝缘的通道构成。
6．如权利要求5所述的器件，其中所述实心主体具有一个或多个从一个主表面朝另一个主表面向内延伸的凹部，从而在各个凹部的上方形成一薄部，在一个或多个所述薄部的每个中都形成有通道。
7．如权利要求5或6所述的器件，其中所述一个或多个导电线迹还包括一个条，该条的主表面基本平行于所述相背的主表面，该条具有根据所述一个或多个通道进行调整的一个或多个管状部分以使得通道穿过管状部分。
8．如权利要求7所述的器件，其中所述条与一个或多个所述通道相连接。
9．如权利要求1所述的器件，其中所述一个或多个导电线迹是由这样的线迹构成的，该线迹具有一个较大的通常为水平的线迹部分和两个或多个较小的垂直线迹部分，这些垂直线迹部分与所述较大水平线迹部分相连且各具有一个外表面。
10．如权利要求9所述的器件，其中所述较大线迹部分通常是杆形。
11．如权利要求9所述的器件，其中所述较大线迹部分通常是线圈形。
12．一种多层器件，包括(a)两个或多个根据权利要求1～9中所述的器件的垂直叠层，由此一对所述器件具有其上各有一个或多个电触点的相背的表面；以及(b)夹在一对所述相背的表面之间以实现相背的表面上的一对电触点之间的电连接的中间层。
13．如权利要求12所述的多层器件，其中所述中间层是Z-轴各向异性粘接剂。
14．如权利要求12所述的多层器件，其中所述中间层包含导电焊球。
15．一种BGA封装，包括(a)BGA夹层结构，包括根据权利要求1～14中任一项所述的器件、阀金属条、上焊盘和信号层以及有焊球的下焊盘层；(b)具有I/O凸块的模片，其与所述上焊盘和信号层相连，并位于所述条之上与其热连接以通过所述条散热；以及(c)覆盖所述BGA夹层结构的罩。
16．如权利要求15所述的BGA封装，其中所述模片是引线键合型模片且被粘接固定到所述条上。
17．如权利要求16所述的BGA封装，其中所述罩有向下伸出与所述模片的上表面热交换从而从该罩散热的部分。
18．如权利要求15所述的BGA封装，其中所述模片是倒装片模片，其具有凸点阵列，其中央部分与所述条直接热接触，而I/O凸点的周边部分通过所述BGA夹层结构的电绝缘部分与所述条不直接热接。
19．如权利要求15所述的BGA封装，其中所述模片是具有完全I/O凸点阵列的倒装片模片，其通过所述BGA夹层结构的电绝缘部分与所述条不直接热接触。
20．如权利要求18或19所述的BGA封装，其中所述罩与所述模片的上表面热交换以通过所述罩散热。
21．一种制造具有所期望的产品规格的器件的方法，包括下列步骤(a)提供分离的具有一对通常为平行的相背的主表面的阀金属坯料；(b)根据所期望的产品规格对坯料的至少一个主表面选择性掩蔽；以及(c)对选择性掩蔽后的坯料多孔阳极氧化处理以将其主体部分转变成多孔阀金属氧化物，该主体部分具有一对分别构成上述两个主表面的一部分的外表面并从一个上述主表面向另一个所述主表面延伸，该主体部分具有一个或多个电绝缘的阀金属导电线迹，这些线迹在其嵌入的一个所述主表面到另一个所述主表面之间的厚度为约10～400μm，一个或多个所述线迹具有从构成一个所述主表面的一部分的外表面向里呈发散形状的线迹部分。
22．如权利要求21所述的方法，其中步骤(b)包括对一个相背的主表面选择性掩蔽，而对另一个主表面完全掩蔽，而步骤(c)包括一阶段单面多孔阳极氧化处理，由此每个线迹部分呈从被选择掩蔽的主表面向被完全掩蔽的主表面连续地发散的形状。
23．如权利要求21所述的方法，其中步骤(b)包括对两个相背的表面都选择性地掩蔽，而步骤(c)包括一阶段双面多孔阳极氧化处理，由此每个线迹部分呈从被选择掩蔽的主表面向被完全掩蔽的主表面先发散后汇合的形状。
24．如权利要求21所述的方法，其中中间产物具有至少一个具有阀金属外表面图案的主表面，步骤(b)包括对阀金属外表面的图案部分选择性掩蔽，步骤(c)包括对具有阀金属外表面的部分掩蔽图案的至少一个主表面多孔阳极氧化处理。
25．如权利要求24所述的方法，其中还包括下列步骤对坯料的至少一个主表面选择性掩蔽，并对至少一个被选择性掩蔽的主表面进行多孔阳极氧化处理，以获得中间产品的阀金属外表面的图案。
26．如权利要求24所述的方法，其中对坯料的至少一个主表面选择性掩蔽，并对至少一个被选择性掩蔽的主表面进行致密阳极氧化处理，以获得中间产品的阀金属外表面的图案。
27．如权利要求25所述的方法，其中致密阳极氧化的步骤形成致密氧化物掩模元件的图案，每个致密氧化物掩模元件在从一个主表面到另一个主表面的方向上具有预定厚度，从而使致密氧化物掩模元件根据其厚度大小延迟多孔阳极氧化。
28．一种销钉固定装置，用来和电源一起使用以对具有表面的阀金属坯料多孔阳极氧化，该销钉固定装置包括一层销钉，每个销钉具有一个用来与所述表面直接并置以对其相应区域掩蔽的顶端面，一个或多个所述顶端面与电源直接相连，以实现电源和被直接并置的所述表面的电连接。
29．如权利要求28所述的销钉固定装置，其中所述销钉层由以导电金属为基的材料构成。
30．如权利要求29所述的销钉固定装置，其中所述销钉层的钉子由耐阳极氧化的以阀金属为基的材料构成。
全文摘要
一种用于电子封装的器件(1、21、28、36、37、86、103、121、128),具有分离的实心主体,该实心主体具有一对通常平行的相背的主表面,并具有由多孔阀金属氧化物为基的材料构成的主体部分,该主体部分具有一对分别构成上述两个主表面的一部分的外表面并从一个上述主表面向另一个所述主表面延伸,该主体部分具有一个或多个电绝缘的阀金属导电线迹,这些线迹在其嵌入的一个所述主表面到另一个所述主表面之间的厚度为约10～400μm,一个或多个所述线迹具有从构成一个所述文表面的一部分的外表面向里呈分散形状的线迹部分。一种销钉固定装置(221,232),用来和电源一起使用以对具有表面的阀金属坯料多孔阳极氧化,该销钉固定装置包括一层销钉,每个销钉是有一个用来与所述表面直接并置以对其相应区域掩蔽的顶端面,一个或多个所述顶端面与电源直接相连,以实现电源和被直接并置的所述表面的电连接。
文档编号H05K3/44GK1311900SQ99804203
公开日2001年9月5日 申请日期1999年11月25日 优先权日1998年11月25日
发明者西蒙·尼弗丁, 乌里·莫斯基 申请人:微型元件有限公司