专利名称：形状记忆合金核心结构的封装件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种形状记忆合金核心结构的封装件。具体地讲，本发明涉及一种含有嵌入到基板(例如印刷电路板(PCB))中的形状记忆合金的封装件。
背景技术：
随着半导体产业的飞速发展及其向各行业的迅速渗透，电子封装已经逐步成为实现半导体芯片功能的一个瓶颈，电子封装因此在近二三十年内获得了巨大的发展，并已经取得了长足的进步。现在的电子封装不但要提供芯片保护，还要在控制成本的同时满足不断增加的功能、可靠性、散热性等性能。电子封装的设计和制造对系统应用正变得越来越重要，电子封装的设计和制造从一开始就需要从系统入手以获得最佳的性能价格比。电子封装发展的驱动力主要来源于半导体芯片的发展和市场需要，可以概括为如下几点速度及处理能力的增加需要更多的引脚数、更快的时钟频率和更好的电源分配。市场需要电子产品有更多功能，更长的电池寿命和更小的几何尺寸。电子器件和电子产品的需要量不断增加，新的器件不断涌现。市场竞争日益加剧，芯片制造业的发展和电子产品的市场需要将最终决定电子封装的发展趋向于更小、更薄、更轻、功能更强、能耗更小、可靠性更好、更符合环保要求、更廉价等。消费者期望电子产品在各方面都比较紧凑，这也是电子产品日益缩小的主要动力。所以，企业在不断地缩小终端产品的总体尺寸，而这要利用较小的半导体封装来实现。 因此，缩小封装是半导体封装行业的一个主要发展趋势。在现在使用中的各种封装形式中，堆叠封装是一种以较高集成度实现微型化的良好方式。在堆叠封装中，封装内封装(PiP)与封装外封装(PoP)对封装行业越来越重要，因为这种技术可堆叠高密度的设备。PoP产品有两个以上封装，一个封装在另一个的上方，用焊球将它们封装结合。这种封装将逻辑及存储器元件分别集成在不同的封装内。例如，手机就采用PoP封装来集成应用处理器与存储器。然而，对于较薄的封装件或者PoP形式的封装件，在制造过程中需经历一系列的高温回流工艺，封装件中的一部分材料在高温下会产生变形，封装件的变形会对高温工艺及后续工艺产生一定的不良影响，例如可能导致封装件的失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有嵌入到基板(例如PCB板)中的形状记忆合金的封装件。根据本发明的一方面，提供了一种记忆合金核心结构的封装件，所述记忆合金核心结构的封装件包括基板；芯片，设置在基板上；塑封料，包封设置在基板上的芯片；形状记忆合金，嵌入在基板中。根据本发明的一方面，所述形状记忆合金的变形温度可以为200°C至260°C。
根据本发明的一方面，所述形状记忆合金可以包括铜-镍-钛合金、铁-镍-钛合金或镍-钛-硅合金。根据本发明的一方面，所述形状记忆合金可以在200。C至260。C具有变形，并可以在恢复到常温后恢复到原来的形状。根据本发明的一方面，所述基板可以为印刷电路板。根据本发明的一方面，在封装件的回流工艺中，所述形状记忆合金可被控制为具有与基板的变形方向相反的变形方向。根据本发明的含有嵌入到基板中的形状记忆合金的封装件具有改善了的散热性能，并且，由于形状记忆合金在封装工艺的高温回流过程中会产生变形，可以控制所述变形与基板(例如PCB板)和塑封料的变形方向相反，从而至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高温下的变形，解决由于基板和塑封料在高温下的变形导致封装结构失效的问题。
通过下面结合附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和其他特征和优点将会变得更加清楚，其中图1是示出根据现有技术的封装件的示意图。图2是示出图1中示出的根据现有技术的封装件在高温下变形的示意图。图3是简略示出封装件在高温下变形的示意图。图4A是示出根据本发明示例性实施例的形状记忆合金在高温下变形的示意图。图4B是示出根据本发明示例性实施例的形状记忆合金在常温下的示意图。图5是示出含有嵌入到基板中的形状记忆合金的封装件在常温下的示意图。图6是示出含有嵌入到基板中的形状记忆合金的封装件在高温下的示意图。
具体实施例方式下文中，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该限于这里阐述的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例使得本公开将是彻底和完整的，并可以把示例性实施例的范围充分地传达给本领域技术人员。为了清楚起见，可能在附图中夸大了层和区域的尺寸和相对尺寸。此外，在附图中，相同或相似的标号可以表示相同或相似的元件。图1是示出根据现有技术的封装件的示意图。参照图1，根据现有技术的封装件可以包括基板2 ；在基板2上的芯片；焊球，形成在基板下，其中，所述基板可以为例如PCB板，芯片以引线键合的方式通过通孔结合到焊球，以实现与外部的电气连接。图2是示出图1中示出的根据现有技术的封装件在高温下变形的示意图。参照图2，在对芯片进行封装并实现与外部的电气连接的工艺中，封装件需要经历在高温下的焊接结合工艺，即，高温回流工艺，其中，所述高温例如为2001至沈01。在高温回流工艺中，封装件会发生变形。在基板为PCB板的情况下，通常，封装件可能向包封有塑封料的一侧弯曲，如图2所示。
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图3是简略示出封装件在高温下变形的示意图。图3中，标号1表示塑封料，标号 2表示基板，例如PCB基板。封装件中包括的例如芯片、布线、焊球等其它元件未示出在图3 的简略图中。记忆合金是由一种有“记忆力”的智能金属做成的，其微观结构有两种相对稳定的状态，在高温下这种合金可以改变形状，在较低的温度(例如常温)下合金又可以恢复原来常温状态下的形状，若对其重新加热，还可以发生变形，其形状可与之前高温下的变形形状相同。形状记忆合金通常可以是镍钛合金材料，例如，根据本发明的示例性实施例的形状记忆合金可以包括铜-镍-钛合金、铁-镍-钛合金或镍-钛-硅合金，但本发明不限于此， 根据本发明的示例性实施例的形状记忆合金还可以包括其它种类的形状记忆合金。根据形状记忆合金的这种特性，可以根据预先的实验，确定形状记忆合金发生的变形(例如变形方向)。图4A是示出根据本发明示例性实施例的形状记忆合金在高温下变形的示意图。 图4B是示出根据本发明示例性实施例的形状记忆合金在常温下示意图。参照图4A和图4B，如上所述，可以根据预先的实验确定形状记忆合金发生的变形 (例如变形方向)。为了利用形状记忆合金的这种特性，根据本发明的示例性实施例，在封装件的制造过程中，将形状记忆合金3嵌入基板中，如图5所示。所述基板可以为例如PCB板，但本发明不限于此，所述基板可以是其它类型的基板。所述嵌入过程可以采用层压的方式，但本发明不限于此，可以采用其它的方式将形状记忆合金3嵌入基板中。图6是示出含有嵌入到基板中的形状记忆合金的封装件在高温下的示意图。在封装件的高温回流工艺中，封装件有发生变形的倾向。由于形状记忆合金在封装工艺的高温回流过程中会产生变形，即，所述形状记忆合金的变形温度大约为200°C至 260°C，因此，可以控制所述变形与基板(例如PCB板)和塑封料的变形方向相反，从而至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高温下的变形，如图6所示。这可以解决由于基板和塑封料在高温下的变形导致封装结构失效的问题。应该注意的是，图6是示出在理想状态下含有嵌入到基板中的形状记忆合金的封装件在高温下的示意图，在实际的高温回流工艺中，封装件仍会略有变形，但由于形状记忆合金在高温下的变形，因而能够至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高温下的变形，从而有利于高温回流工艺及后续的工艺。此外，将形状记忆合金嵌入基板(例如可以是PCB板)中还有助于提高封装件的散热性能。综上所述，根据本发明的含有嵌入到基板中的形状记忆合金的封装件具有改善了的散热性能，并且，由于形状记忆合金在封装工艺的高温回流过程中会产生变形，可以控制所述变形与基板(例如PCB板)和塑封料的变形方向相反，从而至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高温下的变形，解决由于基板和塑封料在高温下的变形导致封装结构失效的问题。虽然已经示出并描述了本发明的示例性实施例的示例，但是本领域技术人员应该理解的是，本发明的示例性实施例不限于此，在不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的示例性实施例进行各种修改。
权利要求
1.一种记忆合金核心结构的封装件，所述记忆合金核心结构的封装件包括 基板；芯片，设置在基板上；塑封料，包封设置在基板上的芯片；形状记忆合金，嵌入在基板中。
2.如权利要求1所述的记忆合金核心结构的封装件，其特征在于，所述形状记忆合金的变形温度为200°C至260°C。
3.如权利要求1所述的记忆合金核心结构的封装件，其特征在于，所述形状记忆合金包括铜-镍-钛合金、铁-镍-钛合金或镍-钛-硅合金。
4.如权利要求1所述的记忆合金核心结构的封装件，其特征在于，所述形状记忆合金在200°C至260°C具有变形，并在恢复到常温后恢复到原来的形状。
5.如权利要求1所述的记忆合金核心结构的封装件，其特征在于，所述基板为印刷电路板。
6.如权利要求1所述的记忆合金核心结构的封装件，其特征在于，在封装件的回流工艺中，所述形状记忆合金被控制为具有与基板的变形方向相反的变形方向。
全文摘要
本发明提供了一种记忆合金核心结构的封装件，所述记忆合金核心结构的封装件包括基板；芯片，设置在基板上；塑封料，包封设置在基板上的芯片；形状记忆合金，嵌入在基板中。根据本发明的含有嵌入到基板中的形状记忆合金的封装件具有改善了的散热性能，并且，由于形状记忆合金在封装工艺的高温回流过程中会产生变形，可以控制所述变形与基板(例如PCB板)和塑封料的变形方向相反，从而至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高温下的变形，解决由于基板和塑封料在高温下的变形导致封装结构失效的问题。
文档编号H01L23/373GK102332436SQ20111028188
公开日2012年1月25日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者杜茂华, 马慧舒 申请人:三星半导体(中国)研究开发有限公司, 三星电子株式会社