具有边缘凹部用于改善的对准的微电子封装板的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例总地涉及集成电路芯片封装，且更具体地涉及具有边缘凹部(recess)用于改善的对准的微电子封装板。
【背景技术】
[0002]在集成电路(IC)的封装中，通常在IC封装中包括补强板(stiffener)或散热器，以增强封装的机械刚性和/或改善来自包含在封装中的一个或多个IC芯片的传导热传递。补强板和散热器这二者均由耦连到封装基板的金属板形成，一个或多个1C、电容器和其他器件安装在该封装基板上。补强板或散热器在封装基板上的准确放置对防止“悬出(overhang) ”来说是必要的，其中封装基板与补强板或散热器之间的未对准如此之大，以至于补强板或散热器的一个或多个部分延伸到封装基板的边缘之外。
[0003]补强板或散热器悬出的发生可对IC封装的制造中的后续步骤的对准造成不利影响，从而增加封装缺陷率和/或降低未由于有缺陷而被拒绝的IC封装的可靠性。这是因为补强板或散热器的悬出极大地影响主要组装过程中的封装基板的对准精度，所述组装过程诸如在IC封装上安装焊料球和对已完成的IC封装进行测试。当安装焊料球时，起因于补强板或散热器悬出的封装基板的未对准可能导致偏离焊盘的焊料球放置偏移。在自动化测试中，起因于补强板或散热器悬出的封装基板的未对准可能导致焊料球受损，有时被称为“球切(ball chop)，’。
[0004]如前文所示，本领域存在对即使是悬出补强板或散热器的这类悬出也不会影响封装基板对准的精度的、可制造的IC封装的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例阐述了一种微电子封装，具有安装在其上的至少一个半导体裸片的封装基板以及耦连到封装基板的板。该板配置为具有在第一边缘中形成的第一凹部和在第二边缘中形成的第二凹部，其中第一边缘和第二边缘形成在板的相对侧上。
[0006]以上所描述的实施例的一个优势为，尺寸制定为覆盖封装基板的大部分或全部外缘的补强板或散热器可以耦连到封装基板，而不在后续制造过程中引起对准问题。这样，可以改善微电子封装刚度，而不影响某些制造步骤中的微电子封装的对准。因此，微电子封装可以制造得具有较大的刚度或可靠性并且不增加缺陷度。
【附图说明】
[0007]因此，可以详细地理解本发明的上述特征，并且可以参考实施例得到对如以上所简要概括的本发明更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应认为是对其范围的限制，本发明可以承认其他等效的实施例。
[0008]图1为根据本发明的一个实施例的、微电子封装的示意性横截面视图。
[0009]图2为根据本发明的另一实施例的、微电子封装的示意性横截面视图。
[0010]图3为根据本发明的一个实施例的、图2的微电子封装的示意性平面视图。
[0011]图4A为根据本发明的另一实施例的、在截面A-A处得到的图3的微电子封装的示意性横截面视图。
[0012]图4B为现有技术微电子封装的示意性横截面视图，其不包括在板上形成的凹部。
[0013]图5示出了在其中可以实现本发明的各实施例的计算设备。
[0014]在某些实施例中，形成离板230的角302比离板230的边缘中心点303更近的凹部136。实现这类凹部136的配置以与对准工具部件301的位置相对应，该对准工具部件301通常被如此定位以致促进微电子封装200的更精确的定位。
[0015]简明起见，在适用的情况下，已使用相同的附图标记来指代示图之间共有的相同元素。可以预见，一个实施例的特征可被并入其他实施例而无需进一步详述。
【具体实施方式】
[0016]图1为根据本发明的一个实施例的、微电子封装100的示意性横截面视图。如所示的，微电子封装100包括一个或多个集成电路(IC)芯片101、封装基板120和板130。微电子封装100配置为将安装在封装基板120上的IC芯片101和任何其他IC电性地和机械地连接到印刷电路板或在微电子封装100外部的其他安装基板(未示出)。此外，微电子封装100保护IC芯片101免受环境湿度和其他污染，并且将其上的机械冲击和应力最小化。
[0017]IC芯片101为半导体芯片，诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、应用处理器或其他逻辑器件、存储器芯片、全球定位系统(GPS)芯片、射频(RF)收发器芯片、W1-Fi芯片、片上系统、或任何适于安装在封装基板120上的半导体芯片。因此，IC芯片101可以是可得益于在单个微电子封装中组装在一起的任何IC芯片。在某些实施例中，IC芯片101为诸如CPU或GPU的逻辑芯片，且安装在封装基板120上的一个或多个附加IC芯片(为简明起见而未示出)是与IC芯片101相关联的存储器芯片。IC芯片101安装在封装基板120上，并且可以使用焊料微凸块(solder microbump)或任何其他技术上可行的途径电性地親连到封装基板120。底部填充材料和/或覆盖成型(over-molding)可以用于保护焊料微凸块或IC芯片101与封装基板120之间的其他电性连接。
[0018]封装基板120在微电子封装100中充当支撑结构，其还提供IC芯片101与在封装基板120的底部表面122上形成的焊盘121之间的电性连接。因此，封装基板120为IC 101安装在其上的有些许刚性的基板，其向微电子封装100提供结构刚性。在某些实施例中，封装基板120为有机层压基板，且包括在核心层的顶部和底部表面上构建的一叠绝缘层或层压板。焊盘121为配置用于焊料球在微电子封装100上的放置的导电焊盘，其提供微电子封装100与印刷电路板或在微电子封装100外部的其他安装基板之间的电性连接。
[0019]如所示的，板130耦连到封装基板120，例如采用粘合剂，并且配置为向封装基板120提供补强支撑。因此，当封装基板120为薄核心或无核心基板时，板130可以关于弯曲、扭曲以及尤其是当IC 101在操作期间生成热量时可能发生的翘曲来极大地改善微电子封装100的整体结构刚性。此外，即使具有较多刚性封装基板，板130也可以显著改善微电子封装100的刚性。
[0020]理想地，板130延伸至尽可能接近封装基板120的每个边缘123，以增加微电子封装100的刚度。换言之，板130采用宽度135制造，该宽度135尽可能接近封装基板120的宽度125，而实际上不大于宽度125。这样，微电子封装100的刚性被最大化。然而，考虑到板130的放置精度的限制，宽度135越接近宽度125，当板130耦连到封装基板120时悬出越有可能产生。例如，如果板130可以采用宽度135形成，该宽度135比封装基板120的宽度125小0.10毫米，则使得在封装基板120的每一侧上间隙150理想为0.05毫米。然而，当板130的放置精度显著大于间隙150时，例如在约0.20毫米的量级上，板130超过边缘123之一的悬出可能在约0.15毫米的量级上发生，其对于后续制造过程来说是高度不可取的。
[0021]根据本发明的实施例，板130配置为具有与封装基板120的对准表面相对应的一对或多对凹部136。封装基板120的对准表面通常位于封装基板120的边缘123上，且配置为接触一个或多个对准工具表面作为部分测试或封装组装过程。凹部136允许板130具有可以等于或甚至大于封装基板120的宽度125的宽度135，而不对依赖于封装基板120的准确定位的后续制造过程造成不利影响。例如，当将焊料球安装在焊盘121上或对附接到焊盘121的焊料球应用测试针时，封装基板120以及因此微电子封装100的准确定位防止焊料球的未对准和/或球切。下面连同图3更详细地描述凹部136。
[0022]在图1所示出的实施例中，板130还配置为散热器，其热耦连到IC芯片101，以增强由IC芯片101所生成的热量的传输。在这类实施例中，板130可以由具有相对较高热导率的单片金属形成，诸如冲压的铜或铝板。用于板130的合适材料包括铜、铝或任何其他具有合适热导率的金属。例如，在某些实施例中，板130可以是具有某热导率的结构刚性材料，该热导率至少等于铝的热导率，即至少约230W HT1K'在某些实施例中，板130通过与IC芯片101热接触来热耦连到IC芯片101，所述热接触包括直接物理接触或经由设置在IC芯片101和板130之间的热界面材料(TM)。??Μ可以是配置为将IC芯片101和板130之间的传导热传递最大化的导热材料的薄层。用于TIM的合适材料包括导热胶、热油脂、焊料或导热片，诸如机械上可压缩的间隙垫(gap pad)。在某些实施例中，诸如当微电子封装100为多芯片模块时，板130可以与多个IC芯片而不是仅与IC芯片101热接触。
[0023]在某些实施例中，微电子封装的板未被配置为散热器，且因此未设置为与IC芯片101和/或其他安装在封装基板上的芯片热接触。图2中示出并且在下面描述了一个这样的实施例。
[0024]图2为根据本发明的另一实施例的、微电子封装200的示意性横截面视图。如所示的，微电子封装200包括IC芯片101、封装基板220和板230。除微电子封装200的板230未与IC芯片101热接触以外，微电子封装200在配置上与图1的微电子封装100大致相似。作为替代，板230包括与封装基板220的禁止区221相对应的中央开口 231。封装基板220的禁止区221通常为封装基板220的中央区域，在其中设置一个或多个IC芯片101、诸如电容器的无源器件、和其他表面贴装器件。为了增强微电子封装200的结构刚性，板230耦连到封装基板220的外缘，但在禁止区221的外面。在某些实施例中，板230可以采用宽度135形成，该宽度135在比封装基板220的宽度225小0.10毫米的量级上，使得在封装基板120的每一侧上间隙150理想为0.05毫米。
[0025]图3为根据本发明的一个实施例的、微电子封装200的示意性平面视图。如所示的，板230大致与封装基板220对准并耦连，且包括在板230的