专利名称：集成电路构件立体组合结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种集成电路构件立体组合结构，特别是涉及一种可以将集成电路构件叠合并侧向并列接合的集成电路构件立体组装结构。
在现今信息不断增多的世界，集成电路已与日常生活有密不可分的关系，无论在食衣住行娱乐方面，都常会用到集成电路元件所组成的产品。随着电子科技的不断进步，更拟人化、功能性更复杂的电子产品不断推陈布新，然而各种产品无不朝向轻、薄、短、小的趋势设计，以提供更利于舒适的使用。在半导体制作过程上，已迈入0.18微米集成电路的产量时代，集成度更高的半导体产品已垂手可得。至于后段的构件技术，也有许多的精密构件结构开发成功，比如芯片大小封装(Chip Scale Package-CSP)，晶片级封装(Wafer Level Package)或多芯片构件模组件(Multi Chip Module-MCM)等。然而，在元件组装技术(assembly)方面，也有密度更高的多层印刷电路板(multi-level PCB)，使得集成电路插件(IC package)可以更紧密地排列在印刷电路板上。
请参照
图1，其所绘示为现有集成电路构件的组装示意图。现有集成电路构件12、14、16之间的组装是通过印刷电路板10作为媒介，将其相互电连接。集成电路构件12、14、16通过表面焊接技术(Surface MountTechnique，SMT)与印刷电路板10上的接点20连接，而透过印刷电路板10上的线路18，使集成电路构件12、14、16之间彼此电连接，信号得以相互传递。
虽然高密度的多层印刷电路板，由线路的立体化，可以让其上的集成电路构件更紧密排列，然而仍是属于二维式组装(2D assembly)，且碍于线路的布置，集成电路构件间的紧密度也有限制。此外，由于集成电路构件的接合是透过印刷电路板的线路，不但拉长彼此间信号传递的路径，对于各别的集成电路构件而言，其散热系统是彼此独立，并无法整合。
本实用新型的目的在于提供一种集成电路构件立体组合结构，使得集成电路构件之间得以三维空间排列组装，提高整体的组装集成度。
本实用新型的另一目的在于提供一种集成电路构件立体组合结构，使得集成电路构件间可以直接连接或由一接合介层连接，缩短彼此接合距离。
本实用新型的另一目的在于提供一种集成电路构件立体组合结构，由缩短集成电路构件间的接合距离，使得彼此的散热系统得以整合。
本实用新型的另一目的在于提供一种集成电路构件立体组合结构，由缩短集成电路构件间的接合距离，使得彼此的接地系统或电源系统，甚至信号总线得以整合。
本实用新型的另一目的在于提供一种集成电路构件立体组合结构，由缩短集成电路构件间的接合距离，以缩短信号传递路径，提高整体效果。
本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种集成电路构件立体组合结构，包括数个集成电路构件，其中每一该各集成电路构件分别具有一顶面、一底面及一侧面，每一该各集成电路构件分别具有数个导脚，且每一该各导脚分别具有一侧向接面，一顶接面及一底接面，每一该各集成电路构件均同时分别以该各导脚的所述侧向接面与另一集成电路构件连接，并以该各导脚的该顶接面与另一集成电路构件连接，且以该各导脚的该底接面与另一集成电路连接，该集成电路构件立体组合结构中的该各集成电路构件以该顶面及该底面方向彼此叠合，并以该侧面方向彼此并列接合。
以下结合附图，详细说明本实用新型的实施例，其中图1为现有集成电路构件的组装示意图；图2A，图2B，图2C和图2D为数种集成电路构件的剖面示意图；图2E为本实用新型一优选实施例的一种集成电路立体组合结构剖面示意图；图3A为本实用新型另一优选实施例中的一种适于立体组合的集成电路构件立体图；图3B为利用图3A集成电路构件的立体组合结构图；图4为集成电路构件间仅部分导脚相连接的示意图；图5为集成电路构件间仅部分导脚相连接的另一示意图；图6为集成电路构件透过一印刷电路板间接接合的示意图；图7为集成电路构件透过软片式承载器或导线架间接接合的示意图；图8为本实用新型的集成电路构件立体组合结构的俯视示意图。
请参照图2A，图2B，图2C和图2D，其为数种集成电路构件的剖面示意图。集成电路构件30、32、34、36是将一芯片包覆在其中，而透过多个导脚30a、32a、34a、36a(lead)与外界连接。集成电路构件30、32、34、36分别具有一顶面40、一底面42及一侧面44。无论J型导脚30a(J-lead)、海欧型导脚32a(gull wing)、穿孔型导脚34a(through hole type)或扁平型导脚36a(flat)，均有三个方向的接触面，即顶接面46、底接面48及侧向接面50可以与外界接触。本实用新型中的集成电路构件立体组合结构即是利用此三个接触面，进行彼此的连接，因此任何一个集成电路构件均可以同时与多个集成电路构件连接。
请参照图2E，其为本实用新型一优选实施例的一种集成电路立体组合结构剖面示意图。电路板100上的集成电路构件60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82采用三维空间的立体组合方式，朝顶面及底面方向彼此叠合，且朝侧面方向彼此并列接合。以具有J型导脚的集成电路构件68为例，在顶面40方向，以其导脚68a的顶接面46与集成电路构件74连接；在底面42方向，以其导脚68a的底接面48与集成电路构件62连接；至于侧面44方向，则以导脚68a的侧向接面50，与集成电路构件66、70连接。由图2E观可以看出，其结合结构中包括各型集成电路构件，包括J型导脚66、68、70、海欧型导脚78、74、62、64、穿孔型导脚60、80、82或扁平型导脚72、76。当然，本实用新型并不限制在上述的构件种类，任何导脚具有顶向、底向及侧向接触面的集成电路构件均可以此方式组合。图中的集成电路构件60～82采用直接连接的方式，可以利用焊锡(solder)或导电附着剂(conductive adhesive)将集成电路构件60～82的导脚接合。
请参照图3A，其所绘示为本实用新型另一优选实施例中的一种适于立体组合的集成电路构件。图中集成电路构件90的导脚92也具有三个接面，分别为顶接面94面向顶面90a，底接面98面向底面90b，以及侧向接面96面向侧面90c。请同时参照图3B，其所绘示为利用图3A集成电路构件的立体组合结构。由于如图3A所示，集成电路构件90的导脚92具有三个方向的接面94、96、98，因此电路板100上的集成电路构件90可以轻易向顶面90a，底面90b及侧面90c方向接合，而组成立体结构。其中，集成电路构件90间的连接可以透过焊锡或导电附着剂来达成。
由上述两实施例的说明，各集成电路构件间可以直接以导脚接合并叠合。因此不但缩短集成电路构件间信号传递路径，提高整体效能(performance)，并可使集成电路构件间更紧密排列，减少所占的体积。况且，集成电路构件间的排列已不再限于二维空间，而可以作集成度更高的三维空间(three-dimension)立体组合。
然而针对各种不同的电路设计，以及不同的集成电路元件组合，本实用新型的立体组合结构也可以有多种变化，以符合需求。举例来说，请参照图4，其所绘示为集成电路构件间仅部分导脚相连接的示意图。上述实施例中揭露集成电路构件的导脚可以直接连接，然而对于不同产品，有些集成电路构件的导脚可能需要独立外接信号源。图中集成电路构件102、104、106是以侧面方向彼此并列连接，集成电路构件102、104的部分导脚102a、104a，可以通过接合材料108，比如焊锡或导电附着剂，而直接连接。而部分导脚102b、104b则可以采取不相连的方式，独立连接信号源(未绘示)，即直接连接电路板的接点。
对于以顶面或底面方向叠合的集成电路构件，也可以有类似的结构。请参照图5，其所绘示为集成电路构件间仅部分导脚相连接的示意图。集成电路构件110、112、114以其顶面及底面方向进行叠合，部分导脚110a、112a、114a直接接合，比如透过焊锡或导电附着剂。对于部分导脚110b、112b可以将其切断使之不连接，因此集成电路构件110的部分导脚110c可以跨越集成电路构件112，而直接与集成电路构件114的导脚114a进行连接。
此外，集成电路构件间的接合也可以透过接合介层(interposer)，间接地连接，而接合介层包括由印刷电路板(PCB)、导线架(leadframe)或软片式承载器(film carrier，一般用于TAB)。请参照图6，其所绘示为集成电路构件透过一印刷电路板间接接合的示意图。对于两集成电路构件120、126的导脚120a、126a中，所要相连导脚120a、126a若几何上并不相互对应，则必须透过其他装置使其相连，比如印刷电路板122。印刷电路板122通常由多层导线层与绝缘层压合而成，而其二面128、130上都有接点。印刷电路板122具有多条线路124，其一端的接点配置于表面128，与集成电路构件120的导脚120a接合，而另一端的接点则配置于表面130，与集成电路构件126的导脚126a接合。透过线路124的布局，可以使导脚120a、126a间交错连接。
当然如上所述，接合介层也可以为导线架或软片承载器。请参照图7，其所绘示为集成电路构件透过软片式承载器或导线架间接接合的示意图。图中接合介层152由一绝缘层150及其上多条导线148(lead)所构成。若接合介层152为软片式承载器而言，绝缘层150即是其绝缘软片，比如材料为聚硫亚氨(polyimide)，若接合介层152为一般导线架，则优选是将导线148贴于一绝缘材料150，以固定导线148位置。集成电路构件140的部分导脚140a直接透过接合材料146，比如焊锡或导电附着剂，与集成电路构件142的导脚142a连接。而部分导脚140b则透过接合介层152，连接集成电路构件144的部分导脚144b。同样的，集成电路构件144的部分导脚144a也直接透过接合材料146，比如焊锡或导电附着剂，与集成电路构件142的导脚142a连接。而集成电路构件142的部分导脚142b则均未与集成电路构件140、144连接，而独立外接信号源。
综合上述几种集成电路构件组合方式，包括相邻集成电路构件仅部分导脚相连，透过接合介层以间接连接，或直接透过接合材料连接等，均可以搭配运用于本实用新型的立体组合结构中，以符合各种电路设计的要求。然而透过本实用新型的立体组合结构，除了缩短集成电路构件间信号传递路径，提高整体效能，并使集成电路构件间更紧密排列，减少所占体积，在整体电性上或散热系统上，亦有诸多优点及改善。
就现有技术而言，一般集成电路构件的电路系统或散热系统是各自独立的，有些为了改善电性会将其电源平面(power plane)或接地平面(ground plane)加大，比如导线架的芯片座，以减少信号干扰。而为了改善散热效能，有些集成电路构件会装设散热片(heat slug，heat sink，or heat spreader)，甚至将散热片与接地导脚连接同时改善散热及电性。然而，在实际运用上，若每一个集成电路构件均为了改善电性及散热，而在构件上修改，要增加许多成本的投资。事实上，若能将这些电性及散热系统加以整合，必能降低许多成本。
请参照图8，其所绘示为依照本实用新型的集成电路构件立体组合结构的俯视示意图。就散热系统而言，本实用新型的集成电路构件立体组合结构中，可能有些集成电路构件160具有改善散热的装置，比如散热片168，而有些集成电路构件162则无。集成电路构件160、162间，导脚164分别以接合材料166彼此连接。在实际操作时，每一个集成电路构件160、162的负载(loading)可能各不相同，因此每一集成电路构件160、162的发热量均不相同。由于本实用新型中集成电路构件160、162间接合距离缩短，因此相对热阻也降低，因此发热量较高的集成电路构件(比如162)，便可透过导脚164，将热量传递至散热率较好或发热量较低的集成电路构件(比如160)，透过散热片168发散热量。也就是说，集成电路构件之间可以彼此共享散热系统，因此可以使散热系统得以整合，提高整体散热效能。
至于电性系统的整合也是如此，由于集成电路构件之间的导线彼此连接，因此可以将集成电路构件的接地导脚(ground pin)或电源导脚(Vcc pin)彼此串连，相当于获得一个广大的接地平面或电源平面。甚至透过导脚的彼此连接，可以将一些信号传递路径串连，如总线，而无须透过外部的印刷电路板，可以缩短信号路径。因此，可以改善组合结构整体的电性。
综上所述，本实用新型的集成电路构件立体组合结构至少具有下列优点1.本实用新型的集成电路构件立体组合结构，使得集成电路构件之间得以三维空间排列组装，提高整体的组装集成度，缩小整体组合的体积。
2.本实用新型的集成电路构件立体组合结构，使得集成电路构件间可以直接连接或由一接合介层连接，缩短彼此接合距离。
3.本实用新型的集成电路构件立体组合结构，由缩短集成电路构件间的接合距离，使得彼此的散热系统得以整合，以改善整体的散热效能。
4.本实用新型的集成电路构件立体组合结构，由缩短集成电路构件间的接合距离，使得彼此的接地系统或电源系统，甚至信号总线得以整合，以改善电性。
5.本实用新型的集成电路构件立体组合结构，由缩短集成电路构件间的接合距离，以缩短信号传递路径，避免信号延迟及信号衰减，提高整体效能。
权利要求1.一种集成电路构件立体组合结构，包括数个集成电路构件，其中每一所述各集成电路构件分别具有一顶面、一底面及一侧面，每一所述各集成电路构件分别具有数个导脚，且每一所述各导脚分别具有一侧向接面，一顶接面及一底接面，其特征在于每一所述各集成电路构件均同时分别以所述各导脚的所述侧向接面与另一集成电路构件连接，并以所述各导脚的所述顶接面与另一集成电路构件连接，且以所述各导脚的所述底接面与另一集成电路连接，所述集成电路构件立体组合结构中的所述各集成电路构件以所述顶面及所述底面方向彼此叠合，并以所述侧面方向彼此并列接合。
2.如权利要求1所述的集成电路构件立体组合结构，其特征在于，所述各集成电路构件之间的接合透过一接合材料将两相邻的所述各集成电路构件的所述各导脚接合。
3.如权利要求2所述的集成电路构件立体组合结构，其特征在于，所述接合材料包括焊锡。
4.如权利要求2所述的集成电路构件立体组合结构，其特征在于，所述接合材料包括导电附着剂。
5.如权利要求1所述的集成电路构件立体组合结构，其特征在于，更包括一接合介层，所述接合介层具有数个导体，且每一所述各导体分别具有两端点，其中所述各集成电路构件之间的接合透过所述接合介层构成连接，此时所述各集成电路构件之一的所述各导脚分别与所述导体的一端接合，而另一所述各集成电路构件的所述各导脚分别与所述导体的另一端接合。
6.如权利要求5所述的集成电路构件立体组合结构，其特征在于，所述接合介层包括一导线架，所述各导体为所述导线架的导脚。
7.如权利要求5所述的集成电路构件立体组合结构，其特征在于，所述接合介层包括一印刷电路板，所述各导体为所述印刷电路板的线路。
8.如权利要求5所述的集成电路构件立体组合结构，其特征在于，所述接合介层包括一软片式承载器，而所述各导体为所述软片式承载器的导脚。
9.如权利要求1所述的集成电路构件立体组合结构，其特征在于，两相邻的所述各集成电路构件之间仅部分所述各导脚相接合。
专利摘要一种集成电路构件立体组合结构,包括数个集成电路构件,其中每一集成电路构件分别有顶面、底面及侧面,其构件分别具有数个导脚,每一导脚分别有侧向接面,顶接面及底接面,每一集成电路构件均同时分别以各导脚的所述侧向接面与另一集成电路构件连接,并以各导脚的顶接面与另一集成电路构件连接,且以各导脚的底接面与另一集成电路连接,其立体组合结构中的各集成电路构件以顶面及所述底面方向彼此叠合,并以侧面方向彼此并列接合。
文档编号H01L25/065GK2374980SQ9920976
公开日2000年4月19日 申请日期1999年5月19日 优先权日1999年5月19日
发明者李基铭 申请人:鑫成科技股份有限公司