用于插座组件的焊料触点的制作方法_2

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合图3-7所述的实施例一致,反过来也是一样。例 如,在一些实施例中,例如在图3-5的示例中,不是包括J引脚,而是针脚208可具有以不同方 式成形的剖面,例如基本上笔直的剖面。另外,在一些实施例中,例如在图3-5的示例中,针 脚208可成形为使得穿透晶片封装106的对应焊料触点,如以下所述。
[0030] 在一些实施例中,针脚208的每个可具有接触部分208a、分支部分208b和底部部分 208c,如能够看到的那样。接触部分208a可延伸到插座壳体204的表面之外,以便与晶片封 装(例如图1的晶片封装106)上的对应互连特征进行电接触。分支部分208b可贯穿开口 206。 底部部分208c(有时称作"桨")可具有一个表面,其配置成与可焊接材料210(例如焊球)直 接耦合,以(例如在插座组件104与图1的电路板102之间)形成焊点。
[0031] 在一些实施例中,分支部分208b可沿x轴所指示的第一方向延伸,以及底部部分 208c可包括一个表面,其沿y轴所指示的、与第一方向垂直的第二方向延伸,如能够看到的 那样。在各个实施例中,分支部分208b可背离底部部分308c的表面以基本上垂直(例如垂直 的+/_ 10°)或者角度更大(例如垂直的+/_ 40°)的角度延伸。针脚208的剖面形状只是一个 示例,并且在其它实施例中可包括大量其它剖面形状的任一个。
[0032] 图3示意示出按照一些实施例、包括具有焊料触点350的晶片封装106的示例封装 组件300的截面侧视图。在各个实施例中,焊料触点350可设置在晶片封装106的底面上,使 得晶片封装106的电触点330与焊料触点350导电接触。例如当晶片封装106耦合到插座组件 104时,焊料触点还可设置成使得焊料触点350可导电地耦合到插座组件104的一个或多个 针脚208。在各个实施例中,焊料触点350因而可提供晶片封装106的电触点330与插座组件 104的针脚208之间的电连接。如图3所示,针脚208可具有用来穿透焊料触点350的配置,因 而在针脚208与焊料触点350之间(并且然后又在针脚208与晶片封装106的电触点330之间) 提供更好的电导率。下面描述针脚配置的具体示例。
[0033]在各个实施例中,阻焊材料340可设置在晶片封装106的底面上。阻焊材料340可在 焊料触点350的放置之前放置在晶片封装106的底面上,以便促进焊料触点350在晶片封装 106上的放置。在各个实施例中,可使用各种类型的阻焊材料340。在各个实施例中,阻焊材 料340可放置在晶片封装106的底面上,使得电触点330所在的区域之上的底面上存在空隙。 这些空隙则可使用已知技术来填充有焊料,以形成与电触点330相接触的焊料触点350。例 如,在一些实施例中,注模焊接可用来将液体焊料注入空隙中,因而产生焊料触点350。在另 一个示例中,晶片封装可使用熔融焊料浴来附连,其中晶片封装106的底面(包括阻焊材料 340)浸入或者以其它方式暂时放入熔融焊料浴中。因为阻焊材料340可能没有提供用于焊 料粘附性,所以来自该浴的熔融焊料仅粘附到晶片封装的电触点330所在的空隙。在又一些 实施例中,焊球可直接放置在晶片封装106的底面上。
[0034] 在各个实施例中,焊料触点350可由软焊料来组成,软焊料在比没有利用焊料触点 350的插座组件中可使用的负载力要低的负载力下促进导电。例如,如上所述,使用金针脚 和焊盘的一些LGA组件可要求25 gf或更高的负载力,以便创建晶片封装的针脚与焊盘之间 的必要连接。相比之下,通过软焊料,各个实施例可允许针脚208与晶片封装106的电触点 330之间利用低于25 gf的负载力的电连接。在各个实施例中,焊料触点350可由提供用于与 小于25m0hm或者更具体来说在20-25m0hm之间的电阻的电连接的焊料来组成。在各个实施 例中,为了在较低负载力下提供预期电导率,焊料触点350可包括在小于或等于70兆帕 (MPa)的压力下呈现.1/秒的应变率的化合物或者在小于或等于30 MPa的压力下呈现 .〇〇〇 1 /秒的应变率的化合物。
[0035] 在各个实施例中,可利用软焊料的不同组成。因为在晶片封装106的电触点330与 插座组件104的针脚208之间的使用期间来定位焊料触点350,所以焊料触点350可在这些结 构之间呈现接触电阻。在各个实施例中,这个接触电阻可与焊料触点350中使用的焊料的硬 度以及在连接处施加的负载力相关。另外,因为焊接材料可在其表面形成氧化物,所以接触 电阻也可与焊料触点350中使用的焊接材料的氧化物的质量相关。在各个实施例中,两种材 料之间的接触电阻可遵循下列关系:
其中,Rc是针脚208与电触点330之间的接触电阻,P#PP2是针脚208和电触点330的相应 电阻率,H是焊料触点350中使用的焊料的硬度,F是施加到连接的负载,Poxih是焊料触点 350中使用的焊料的氧化物的电阻率,cU ld(5S是焊料触点350中使用的焊料的氧化物的厚度, 以及Hox-是焊料触点350中使用的焊料的氧化物的硬度。另外,如公式中所使用的,K是与 是否已经穿透焊料触点350上的氧化物膜相关的值。在穿透之前K=l;在穿透之后K可以远大 于1。如在上式中可看到,接触电阻可通过下列一个或多个来降低:更软焊接材料、具有更软 或更薄氧化物膜的焊接材料和/或当晶片封装106装载到插座组件104中时提供用于焊接材 料的氧化物膜的穿透的焊接材料和针脚的组合。
[0036] 在各个实施例中,焊料触点350可包含其中包括铟的焊料。在具体实施例中,软焊 料触点可以基本上仅包括铟,或者可以仅包括纯铟。在各个实施例中,"纯铟"可包括由99% 或更高的铟和小于1%的其它材料来组成的化合物和混合物。在各个实施例中,基本上可利 用含铟焊料,因为铟具有比插座组件的典型装运温度(~55°C)要高的熔解温度卜157°C)。另 外,与其它焊接材料的氧化物相比,氧化铟比较软,并且因而易于被针脚208穿透,因而以较 低负载力来提供所需电导率。
[0037] 在其它实施例中,可使用不是纯铟(或者基本上纯铟)的焊料。例如,焊料触点350 可包括熔点在55°C与80°C之间的焊料,因为这些熔点比可能的装运温度(~55°C)要高,但是 比可能的操作温度卜88°C)要低。因此,这类焊料化合物可能在装运期间是稳定的,但是在 实际操作期间仍然提供导电,因为焊料一旦在操作温度达到其熔点则可提供低接触电阻。 在各个实施例中,可使用包含在这些范围中呈现熔点的锡、铋和铟的混合物的焊料触点 350。例如,一种已知的共晶锡-铟-铋合金呈现55°C的熔点,而另一种呈现77°C的熔点。另 外,共晶铟-铋合金呈现72°C的熔点。还可使用在操作温度下可以是液体或者具有低熔点的 其它合金、例如含镓合金。
[0038] 下表示出对于基本上包括铟焊料、基本上包括锡焊料和包括铟-锡_铋合金的焊料 的在各种压力下的示例应变率。可以知道,虽然示出特定焊料的数据,但是在各个实施例 中,按照本文所述的实施例,可利用呈现其它方面的焊料。所示的硬度值使用Berkovich尖 端(t ip )来确定,如本领域的技术人员可理解:
图4示意示出按照一些实施例、包括具有焊料触点350的晶片封装106和插座组件104的 示例封装组件100的截面侧视图。在图示中,示出单个针脚208、焊料触点350和电触点330; 在各个实施例中,可使用附加针脚、焊料触点和电触点。如图4所示,当晶片封装106耦合到 插座组件104时,在各个实施例中,针脚208可设置成在负载力下接触焊料触点350,从而提 供针脚208与晶片封装106的电触点330之间的导电连接。在各个实施例中,可创建这个电连 接,而与针脚208是否与电触点330物理接触无关。
[0039]在各个实施例中,为了促进针脚208与电触点330之间的电连接,针脚208可设置成 在所施加的负载力下穿透焊料触点350,以耦合晶片封装106和插座组件104。在各个实施例 中,针脚208可配置成穿透焊料触点350,以便降低可处于焊料触点350的表面上的任何氧化 物的电阻效应。为了促进由针脚208对焊料触点350的穿透,针脚208可配置成包括穿透边缘 380。在各个实施例中,穿透边缘380可配置成当处于负载力下时对焊料触点350提供较小表 面面积,因而增加焊料触点350的穿透的可能性。在各个实施例中,针脚208可逐渐变细,以 便在针脚208末端提供穿透边缘380。在一些实施例中,针脚208可沿从插座组件104基本上 垂直的方向(例如垂直的+/- 10°)向穿透边缘逐渐变细。在各个实施例中,穿透边缘380可 包括基本上笔直边缘和/或弯曲边缘。在各个实施例中,例如当针脚208具有基本上圆形的 截面时,穿透边缘380可包括沿针脚208的边缘的环。在各个实施例中,作为对使用边缘380 的补充或替代,针脚208可包括一个或多个尖凸出部,以穿透焊料触点350。
[0040]图5示意示出按照一些实施例、包括用于与插座组件104的针脚208进行耦合的焊 料触点350的晶片封装106的底视图。如图5所示,晶片封装106可包括多个焊料触点350以及 阻焊材料340;但是,在一些实施例中,如上所述,可以不利用阻焊材料。在各个实施例中,焊 料触点350可设置成一行或多行以及设置成网格,如图5所示的示例中那样。在各个实施例 中,焊
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