包括多个支撑部的电子封装的制作方法

文档序号:15073107发布日期:2018-08-01 00:24阅读:172来源:国知局

本专利申请要求2015年12月14日提交的序列号no.14/967,993的美国申请的优先权的权益,通过引用将该美国申请的全文并入本文中。

文中描述的实施例总体上涉及电子封装和包括多个支撑部的电子封装。



背景技术:

超薄电子封装通常需要进行增强,以减少焊球附接过程和/或焊接安装过程期间的温度相关翘曲。用于减少温度相关翘曲的一种常用技术是将增强物附接到衬底并围绕处于衬底上的管芯。

较厚的增强物将提供更好的翘曲控制。然而,较厚的增强物还增大了管芯上的应力,使得管芯易于断裂。较厚的增强物还使得更加难以制作包括这样的增强物的电子封装。在制作过程利用了在高速制造操作(例如,底部填充过程)期间接近衬底的工具的情况下尤其如此。

与电子封装的温度相关翘曲有关的常规解决方案的另一问题在于,很多解决方案可能会在较低的温度下或者在高温下改善温度相关翘曲,但是却无法既在低温下又在高温下改善温度相关翘曲。对于管芯附接之后的工艺而言必须减少低温翘曲,因为在将管芯附接至衬底之后的使电子封装冷却之后,电子封装易于发生翘曲。此外,在将电子封装附接至面板(例如,印刷电路板)的焊接安装过程期间通常必须减少高温翘曲,从而使得在电子封装被附接至所述面板时不会形成开口或短路。

附图说明

图1是在已经将第一增强物施加到衬底之后的示例性电子封装的示意性侧视图。

图2是在已经将第二增强物添加到图1的电子封装之后的与图1类似的示意性侧视图。

图3是在已经将第二增强物添加到图1的电子封装之后的与图1类似的示意性侧视图。

图4是在已经将第二增强物添加到图1的电子封装之后的与图1类似的示意性侧视图。

图5是示例性电子封装的示意性顶视图。

图6是示出另一示例性电子封装的与图5类似的示意性顶视图。

图7是示出另一示例性电子封装的示意性顶视图,其中,所述电子封装包括窗框式第一和第二支撑部。

图8是示出包括窗框式第一和第二支撑部的另一示例性电子封装的与图7类似的示意性顶视图。

图9是并入了文中描述的至少一个电子封装的电子装置的方框图。

具体实施方式

下述说明和附图对具体实施例进行了充分的例示,以使本领域技术人员能够实践所述实施例。其它实施例可以包含结构、逻辑、电气、处理或其它方面的变化。可以将一些实施例的部分和特征包括到其它实施例的部分或特征中或者替代其它实施例的部分或特征。权利要求中阐述的实施例涵盖这些权利要求的所有可得等价方案。

本申请中使用的诸如“水平”的取向术语是相对于平行于晶片或衬底的常规平面或表面的平面定义的,而不管晶片或衬底的取向如何。术语“竖直”是指垂直于上面界定的水平的方向。诸如“上”、“侧”(如“侧壁”中的)、“较高的”、“较低的”、“之上”和“之下”的前置词是相对于处于晶片或衬底的顶表面上的常规平面或表面定义的,而不管晶片或衬底的取向如何。

文中描述的电子封装可以提供一种用于减少电子封装内的温度相关翘曲的潜在解决方案,其中,所述翘曲可能是由于使电子封装暴露至不同的温度而发生的。所述电子封装利用两个支撑部来帮助缓解电子封装内的温度相关翘曲的影响。

在一些形式中,第一增强物啮合安装了管芯的衬底。该第一支撑部可以相对较薄,从而不会对各种制造工艺(例如,点胶式底部填充)造成干扰。第一支撑部可以被设计为具有相对较高的热膨胀系数,以改善低温翘曲。

改善低温翘曲可以促进电子封装的可制造性,尤其是在管芯被附接至衬底之后。第一支撑部的较低厚度还可以降低管芯上的应力,否则所述应力可能在制作期间(尤其是在电子封装的测试期间)导致管芯断裂。

在一些形式中,可以在对电子封装进行测试之后将第二支撑部附接至第一支撑部。第二支撑部可以具有较低的热膨胀系数,从而减少电子封装的高温翘曲。此外,可以优化第二支撑部的几何结构,以进一步减少电子封装的高温翘曲。

图1是在已经将第一增强物14施加到衬底11之后的示例性电子封装10的示意性侧视图。图2是在已经将第二增强物15添加到图1的电子封装10之后的与图1类似的示意性侧视图。

电子封装10包括衬底11和附接至(例如,使用焊球13)衬底11的管芯12。在一些形式中,底部填充(未示出)可以位于管芯12和衬底11之间。可以使用毛细作用(连同其它技术)将底部填充插入到管芯12和衬底11之间。

第一支撑部14与管芯12相邻并且附接至衬底11。第二支撑部15安装在第一支撑部14上。在一些形式中,第二支撑部15可以比第一支撑部14更加接近管芯12。

作为示例,第二支撑部15可以与管芯12相距0.1mm到4.0mm之间的距离。此外,第一支撑部14可以与管芯12相距2mm到4.0mm之间的距离。

管芯12可以是接合至衬底11的倒装芯片。应当注意,管芯12附接至衬底11的方式将部分地取决于制造考虑事项以及电子封装10中包括的管芯12的类型(以及其它因素)。

在一些形式中,底部填充可以将管芯12固定至衬底11。电子封装10中包括的底部填充的类型将至少部分地取决于与制作电子封装10相关联的制造考虑事项(以及其它因素)。

第一支撑部14可以使用粘合剂(未示出)附接至衬底11。应当注意,可以利用各种各样的不同类型的粘合剂将第一支撑部14附接至衬底11。此外,可以使用除粘合剂以外的其它附接机制将第一支撑部14附接至衬底11。

在图1-图4所示的电子封装10的示例性形式中,第一支撑部14和第二支撑部15具有基本上均匀的截面。应当注意,第一和第二支撑部14-15可以具有变化的截面(即,不同的宽度和/或厚度),具体取决于较高应力区域被投射为处于电子封装10上的何处。因此,第一支撑部14和第二支撑部15之一或两者可以具有变化的截面。

如图3和图4所示,第一支撑部14的材料可以不同于第二支撑部15的材料。被选择为用于第一支撑部14和第二支撑部15的材料的类型将部分地取决于可以存在于电子封装10内的投射的应力。在一些形式中,第一支撑部14和第二支撑部15两者可以由同一类型的不锈钢(例如,304型不锈钢)形成,或者可以由不同类型的不锈钢形成。此外,第一支撑部14和第二支撑部15的相对尺寸也将部分地取决于可以存在于电子封装10内的投射的应力(例如,将图3与图2和图4进行对比)。

图5是图3所示的示例性电子封装10的示意性顶视图。图6是示出图2和图4所示的示例性电子封装10的与图5类似的示意性顶视图。

在图5和图6所示的电子封装10的示例性形式中,第一支撑部14和第二支撑部15位于管芯12的相对两侧上。在其它形式中,第一支撑部14和第二支撑部15可以处于管芯12的一侧、一些侧或者所有侧上,具体取决于被投射为存在于电子封装10内的所投射的应力。

图7是示出图3的示例性电子封装10的示意性顶视图。电子封装10包括窗框式第一和第二支撑部14、15。

图8是示出图2和图4所示的示例性电子封装10的与图7类似的示意性顶视图。电子封装10也包括窗框式第一和第二支撑部14、15。

在图7和图8所示的示例性电子封装10中,第一支撑部14包围管芯12。此外,第二支撑部15包围管芯12。应当注意,第一和第二支撑部14、15之一或两者可以包围管芯12。

在一些形式中,第二支撑部15使用粘合剂(未示出)附接至第一支撑部。用于将第二支撑部15附接至第一支撑部14的粘合剂的类型将部分地取决于与制作电子封装10相关联的制造考虑事项(以及其它因素)。

在一些形式中,第一支撑部14可以磁性地接合至第二支撑部15。此外,第二支撑部15可以通过现在已知或者未来发现的任何方式附接至第一支撑部14。

如上所述,图3和图7示出了第一支撑部14和第二支撑部15具有相同尺寸的情况。应当注意,如上文所讨论的,第一支撑部14和第二支撑部15可以具有不同尺寸。在一些形式中,第二支撑部15可以比第一支撑部14厚。第一支撑部14和第二支撑部15的相对尺寸和厚度将取决于可以存在于电子封装10中的投射的应力(以及其它因素)。

作为示例,第一支撑部14可以具有50到150微米之间的厚度。此外,第一支撑部14可以具有1mm到4mm之间的宽度。如上所述,第一支撑部14的厚度和宽度可以在第一支撑部14的不同部分处发生变化。

作为示例,第二支撑部15可以具有50到150微米之间的厚度。此外,第二支撑部15可以具有1mm到4mm之间的宽度。如上所述,第二支撑部15的厚度和宽度可以在第二支撑部15的不同部分处发生变化。

作为示例,衬底11可以是无芯衬底。应当注意,可以在电子封装10中使用现在已知的或者未来发现的任何类型的衬底11。

文中描述的电子封装10可以在电子封装10被安装到面板上时提供有效的高温翘曲解决方案。此外,文中描述的电子封装10可以提供:(i)针对与将管芯附接至衬底有关的制造工艺的有效的低温翘曲解决方案;以及(ii)在电子封装的测试期间的降低的管芯断裂的风险。

包括使用文中描述的电子封装的电子装置的示例以示出针对本发明的较高级装置应用的示例。图9是并入了文中描述的至少一个电子封装10的电子装置900的方框图。电子装置900只是可以使用本发明的实施例的电子系统的一个示例。

电子装置900的示例包括但不限于个人计算机、平板电脑、移动电话、游戏装置、mp3或其它数字音乐播放器等。在该示例中,电子装置900包括数据处理系统,所述数据处理系统包括用于将系统的各种部件耦合的系统总线902。系统总线902在电子装置900的各种部件之中提供通信链路,并且可以被实施为单个总线、总线的组合或者以任何其它适当方式来实施。

电子封装910耦合至系统总线902。电子封装910可以包括任何电路或者电路的组合。在一个实施例中,电子封装910包括可以是任何类型的处理器912。如文中使用的,“处理器”是指任何类型的计算电路,例如但不限于微处理器、微控制器、复杂指令集计算(cisc)微处理器、精简指令集计算(risc)微处理器、超长指令字(vliw)微处理器、图形处理器、数字信号处理器(dsp)、多核处理器或者任何其它类型的处理器或处理电路。

可以包括到电子封装910中的其它类型的电路为定制电路或者专用集成电路(asic)等,例如,用于在诸如移动电话、平板电脑、膝上型电脑、双路无线电和类似电子系统的无线装置中使用的一个或多个电路(例如,通信电路914)。ic可以执行任何其它类型的功能。

电子装置900还可以包括外部存储器920,其又可以包括适合于特定应用的一个或多个存储器元件,例如,具有随机存取存储器(ram)的形式的主存储器922、一个或多个硬盘驱动器924和/或操纵诸如压缩磁盘(cd)、闪存卡和数字视频盘(dvd)等可移除介质926的一个或多个驱动器。

电子装置900还可以包括显示装置916、一个或多个扬声器918以及键盘和/或控制器930,所述键盘和/或控制器930可以包括鼠标、轨迹球、触摸屏、语音识别装置或者允许系统用户向电子装置900中输入信息以及从电子装置900接收信息的任何其它装置。

为了更好地例示文中公开的电子封装,这里提供了实施例的非限制性列表。

示例1包括一种电子封装。所述电子封装包括:衬底;附接至所述衬底的管芯;位于管芯和衬底之间的底部填充;与所述管芯相邻并且附接至所述衬底的第一支撑部;以及安装在所述第一支撑部上的第二支撑部,其中,所述第二支撑部比所述第一支撑部更加靠近所述管芯。

示例2包括根据示例1所述的电子封装,其中,所述管芯是接合至所述衬底的倒装芯片。

示例3包括根据示例1或示例2中的任何一者所述的电子封装,其中,所述底部填充将管芯固定至衬底。

示例4包括根据示例1到示例3中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第一支撑部使用粘合剂附接至衬底。

示例5包括根据示例1到示例4中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第一支撑部和第二支撑部具有基本上均匀的截面。

示例6包括根据示例1到示例5中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第一支撑部的材料与所述第二支撑部不同。

示例7包括根据示例1到示例6中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第一支撑部围绕所述管芯。

示例8包括根据示例1到示例7中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第二支撑部包围所述管芯。

示例9包括根据示例1到示例8中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第二支撑部使用粘合剂附接至所述第一支撑部。

示例10包括根据示例1到示例9中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第一支撑部磁性接合至所述第二支撑部。

示例11包括根据示例1到示例9中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第二支撑部比所述第一支撑部厚。

示例12包括根据示例1到示例11中的任何一者所述的方法,其中,所述衬底是无芯衬底。

示例13包括一种电子封装。所述电子封装包括:衬底;附接至所述衬底的管芯;位于管芯和衬底之间的底部填充;与所述管芯相邻并且附接至所述衬底的第一支撑部;以及安装在所述第一支撑部上的第二支撑部,其中,所述第二支撑部的材料与所述第一支撑部不同。

示例14包括根据示例13所述的电子封装,其中,所述管芯是接合至所述衬底的倒装芯片,并且其中,所述底部填充将所述管芯固定至所述衬底,并且其中,所述第一支撑部使用粘合剂附接至所述衬底。

示例15包括根据示例13到示例14中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第一支撑部包围所述管芯,并且其中,所述第二支撑部包围所述管芯。

示例16包括根据示例13到示例15中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第二支撑部比所述第一支撑部厚。

示例17包括一种电子封装。所述电子封装包括:衬底;附接至所述衬底的管芯;位于管芯和衬底之间的底部填充;与所述管芯相邻并且附接至所述衬底的第一支撑部;以及安装在所述第一支撑部上的第二支撑部,其中,所述第二支撑部比所述第一支撑部更加靠近所述管芯,其中,所述第一支撑部包围所述管芯并且所述第二支撑部包围所述管芯,并且其中,所述第二支撑部的材料不同于所述第一支撑部。

示例18包括根据示例17所述的电子封装,其中,所述管芯是接合至所述衬底的倒装芯片,并且其中,所述底部填充将所述管芯固定至所述衬底。

示例19包括根据示例17到示例18中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第一支撑部使用粘合剂附接至所述衬底,并且其中,所述第二支撑部使用粘合剂附接至所述第一支撑部。

示例20包括根据示例17到示例19中的任何一者所述的电子封装,其中,所述第二支撑部比所述第一支撑部厚。

将部分地在具体实施方式中阐述所呈现的电子装置、焊料成分和相关方法的这些以及其它示例和特征。该概述旨在提供所呈现的主题的非限制性示例,即,其并非旨在提供排他性或穷举性的解释。包括具体实施方式部分的目的在于提供有关所述方法的进一步的信息。

上面的具体实施方式包括对附图的参考,附图形成了具体实施方式的一部分。附图通过例示的方式示出了可以实践本发明的具体实施例。文中又将这些实施例称为“示例”。这样的示例可以包括除了图示或描述的那些要素以外的要素。然而,本发明人还设想了仅提供所示出或者描述的要素的示例。此外,本发明人还设想了使用相对于文中示出或者描述的特定示例(或其一个或多个方面)或者相对于其它示例(或其一个或多个方面)所图示或者描述的那些要素(或其一个或多个方面)的任何组合或者置换的示例。

在本文中,专利文献中常见的术语“一”用于包括一个或不只一个,其独立于“至少一个”或者“一个或多个”的任何其它实例或使用。在本文中,术语“或”用于指代非排他性,或者使得“a或b”包括“a而非b”、“b而非a”以及“a和b”,除非另行指出。在本文中,术语“包括(including)”和“在……中(inwhich)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗用语同义词。而且,在下述权利要求中,术语“包括(comprising)”和“包括(including)”是开放性的,即,除了包括在权利要求中列举在这样的术语之后的要素之外还包括其它要素的系统、装置、物品、组成、公式或过程仍然被认为落在该权利要求的范围内。此外,在下述权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签,而非旨在对其对象施加数字方面的要求。

上述说明旨在进行例示而非构成限制。例如,可以将上文所述的示例(或者其一个或多个方面)相互结合使用。例如,本领域技术人员在回顾了上述说明之后可以使用其它实施例。

提供了摘要以符合37c.f.r.§1.72(b),其允许读者快速确定本技术公开的实质。在理解不应将摘要用于解释或限制权利要求的范围或含义的情况下提交所述摘要。

在上面的具体实施方式中,可以将各种特征聚集到一起从而使本公开简单化。这不应被解释为旨在表示未主张保护的公开的特征对于任何权利要求而言是必不可少的。相反,本发明的主题可以存在于少于所公开的特定实施例的所有特征的特征中。因而,在此将下面的权利要求并入具体实施方式中,其中每个权利要求凭借其自身作为单独的实施例,并且也可以设想,可以将这样的实施例按照各种组合或者置换相互结合。应当参考所附权利要求连同为这样的权利要求赋予权力的等同物的完整范围来确定本发明的范围。

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