專(zhuān)利名稱(chēng)：用于與一個(gè)布線焊接的至少帶有兩個(gè)用金屬?lài)娡康木酆衔锿黄鸬幕椎闹谱鞣椒?br> 集成開(kāi)關(guān)電路總是具有較高的接線點(diǎn)數(shù)，并且越來(lái)越微型化。隨著微型化程度的增加，預(yù)計(jì)焊膏涂覆和裝備會(huì)出現(xiàn)困難，這應(yīng)該通過(guò)新的外殼形狀得以消除，在這里，特別是在球狀柵格點(diǎn)陣組件中的單個(gè)的、少量的或者多個(gè)芯片的微型模件非常突出(DE-Z 1994年5月刊，54，55頁(yè))。這些模件基于一個(gè)通體接觸的基底，在基底上，這些芯片例如通過(guò)接觸線或使用倒裝法而接觸。在此基底的下表面有球狀柵格點(diǎn)陣(BGA)，它也經(jīng)常被稱(chēng)作焊接?xùn)鸥顸c(diǎn)陣或焊接突起點(diǎn)陣。此球狀柵格點(diǎn)陣包括布置在基底下表面上的焊接突起，其使一個(gè)在印刷電路板或標(biāo)準(zhǔn)組件上的表面安裝成為可能。通過(guò)這個(gè)焊接突起的平面布置，在一個(gè)粗糙的網(wǎng)柵中，比如1.27mm，可以實(shí)現(xiàn)較高的接線點(diǎn)數(shù)。
在所謂的MID技術(shù)中(MID＝Moulded Interconnection Devices)使用帶有集成導(dǎo)線組的壓鑄件來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的印刷電路。適用于三維基底壓鑄的高級(jí)熱塑性塑料，是這個(gè)技術(shù)的基礎(chǔ)。這種熱塑性塑料與用于印刷電路的傳統(tǒng)的基底材料相比，其特點(diǎn)在于它具有較好的機(jī)械的、化學(xué)的、電的、和環(huán)境技術(shù)的特性。在MID技術(shù)的一個(gè)特殊的方向，也就是所謂的SIL技術(shù)(SIL＝Spritzgiepteile mit integriertenLeiterziigen即帶有集成導(dǎo)線組的壓鑄件)，放棄通常的掩模技術(shù)，通過(guò)使用一種特殊的激光結(jié)構(gòu)化分解處理，得到一個(gè)在壓鑄件上的金屬層結(jié)構(gòu)。因此在這個(gè)帶有結(jié)構(gòu)化的金屬涂層的三維壓鑄件中，可集成更多的機(jī)械的和電的功能。殼體托架同時(shí)具有引導(dǎo)功能和開(kāi)關(guān)連接功能，而金屬化層除了具有布線和連接功能外，還可以用作電磁屏蔽，并保障一個(gè)良好的熱漂移。為了使在壓鑄件的表面上的兩個(gè)布線設(shè)備產(chǎn)生導(dǎo)電性的橫向連接，在壓鑄時(shí)已經(jīng)制造出了相應(yīng)的通體接觸孔。在壓鑄件的金屬?lài)娡繒r(shí)，這個(gè)通體接觸孔的內(nèi)壁也被金屬層所覆蓋。生產(chǎn)帶有集成導(dǎo)線組的三維壓鑄件的其它細(xì)節(jié)例如可參見(jiàn)DE-A-37 32249或EP-A-0 361 192。
可以看出，WO-A-89/00346所示的是一個(gè)單芯片模塊，由一個(gè)電絕緣的在基底底面上的聚合物而制成的三維壓鑄基底在壓鑄時(shí)與突起共同成形，這些突起也是平面布置的。在這個(gè)基底的上側(cè)，布置有一個(gè)集成電路芯片(IC芯片)，其接線點(diǎn)通過(guò)精細(xì)的線束與在基底表面上形成的導(dǎo)軌連接在一起。這些導(dǎo)軌本身越過(guò)通體接觸與在突起上形成的外部接線點(diǎn)連接在一起。
可以看出，WO-A-96 096 46所示的是一個(gè)所謂的聚合物柱狀柵格點(diǎn)陣(PSGA)，它將球狀柵格點(diǎn)陣(BGA)的優(yōu)點(diǎn)與MID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起。這個(gè)被稱(chēng)作聚合物柱狀柵格點(diǎn)陣(PSGA)的新型結(jié)構(gòu)形式是根據(jù)球狀柵格點(diǎn)陣(BGA)而來(lái)的，其中“聚合物柱”的概念應(yīng)是指在基底的壓鑄時(shí)共同成形的聚合物突起。這個(gè)新的對(duì)于單個(gè)的、少量的或多個(gè)芯片模件合適的結(jié)構(gòu)形式包括——一個(gè)由電絕緣的聚合物壓鑄而成的三維基底；——在基底底面上平面布置的，并且在壓鑄過(guò)程中共同成形的聚合物突起；——在聚合物突起上，通過(guò)一個(gè)可拆卸的終端表面而成的外部接線點(diǎn)——至少在基底底面上形成的導(dǎo)線組，其將外部接線點(diǎn)與內(nèi)部接線點(diǎn)相連接。
——至少布置在基底上的一個(gè)芯片，它的接線點(diǎn)與內(nèi)部接線點(diǎn)導(dǎo)電性地連接在一起。
在此基底的壓鑄過(guò)程中，聚合物突起的制造是簡(jiǎn)單的，并且成本也是適宜的。除此之外，也可以?xún)?yōu)選使用最少的費(fèi)用在聚合物突起上制造外部接線點(diǎn)，而同時(shí)應(yīng)用MID技術(shù)或者SIL技術(shù)制造導(dǎo)線組。通過(guò)利用SIL技術(shù)所優(yōu)選的激光最精細(xì)結(jié)構(gòu)化，在聚合物突起之上，在一個(gè)精細(xì)的網(wǎng)柵內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)高接線點(diǎn)數(shù)的外部接線點(diǎn)。
還要強(qiáng)調(diào)的是，聚合物突起的溫度的增加，與裝納模件的電路溫度和基底的溫度增加相對(duì)應(yīng)。由此，在頻繁的溫度變化的情況下，可以實(shí)現(xiàn)焊接的高度的可靠性。
由US-A-5 477 087中也可以看出，在與電子元件，比如半導(dǎo)體連接時(shí)，聚合物突起的彈性特性與溫度特性得以充分利用。為此，首先在電子元件的鋁電極上產(chǎn)生一個(gè)起阻擋作用的金屬層，在這層金屬層上形成聚合物突起。然后這個(gè)已經(jīng)成形的聚合物突起被一層金屬所覆蓋，這種金屬具有較低的熔點(diǎn)。
如果通過(guò)回流焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)聚合物柱狀柵格點(diǎn)陣或者其它帶有金屬?lài)娡繉拥碾姎庠c布線例如印刷電路板之間的連接，則存在這種危險(xiǎn)，即融化了的焊劑沿著這種聚合物突起的金屬?lài)娡繉颖幌蛏弦饋?lái)。但這種在約75％的聚合物突起處出現(xiàn)的現(xiàn)象本身會(huì)導(dǎo)致在聚合物突起之下不可復(fù)制的焊劑層厚度，甚至可能會(huì)與相鄰的導(dǎo)體線路短路。
權(quán)利要求1給出的本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，在一個(gè)帶有用于與布線相焊接的聚合物突起的基底中保證在聚合物突起之下產(chǎn)生可復(fù)制的焊劑層厚度。
本發(fā)明基于以下知識(shí)，即，通過(guò)帶有至少一個(gè)隆起的聚合物突起的幾何形狀，由此形成的臺(tái)肩或者由此而形成的多個(gè)臺(tái)肩，阻止融化了的焊劑的躍升。因此在聚合物突起之下可以產(chǎn)生可復(fù)制的焊劑層厚度，聚合物突起本身可以保證產(chǎn)生一個(gè)高度可靠的焊接。這也可以使因?yàn)檐S升了的焊劑而造成的短路的危險(xiǎn)成為不可能。
本發(fā)明的優(yōu)選方案在從屬權(quán)利要求中給出。
按照權(quán)利要求2的設(shè)計(jì)方案，特別適用于通過(guò)壓鑄制造帶有集成聚合物突起的基底。在權(quán)利要求3中所給出的聚合物柱狀柵格陣列的圓柱形隆起的尺寸致使焊接特別可靠。
在權(quán)利要求4，5和6中所說(shuō)明的那些變型方案，對(duì)于聚合物突起的幾何形狀，也可以通過(guò)臺(tái)肩來(lái)阻止那些焊劑的躍升。因此，存在這樣的可能性，可以調(diào)整聚合物突起的幾何形狀以配合具體的應(yīng)用形式。
本發(fā)明的實(shí)施例在圖中示出并在下面進(jìn)行更進(jìn)一步的描述。


圖1所示的是一個(gè)帶有整體成形的階梯形的聚合物突起的基底截?cái)嗟囊晥D。
圖2所示的是圖1所示基底的一個(gè)聚合物突起，在其上設(shè)有金屬涂層和由聚合物突起引開(kāi)的導(dǎo)線組。
圖3所示的是，在圖2中所示的聚合物突起與布線之間的焊接。
圖4所示的是，帶有雙層階梯形聚合物突起的第一種變型。
圖5所示的是帶有布置在一個(gè)臺(tái)肩上的多個(gè)隆起的聚合物突起的第二種變型。
圖6所示的是，帶有一個(gè)環(huán)形隆起的聚合物突起的第三種變型。
圖1所示的是一個(gè)基底S的一個(gè)剖面圖，在壓鑄基底時(shí)，為了形成聚合物柱狀柵格陣列，在它的底面U上布置了共同成形的聚合物突起PS，或者說(shuō)是聚合物柱?？梢钥闯觯?jiǎn)單的錐形構(gòu)造的聚合物突起PS在其底端設(shè)有圓柱形隆起E。圓柱形隆起E的直徑這樣來(lái)定尺寸，即產(chǎn)生一個(gè)向其它聚合物突起PS過(guò)渡的環(huán)形臺(tái)肩ST。在所述的實(shí)施例中顯示出，一個(gè)聚合物突起PS在其底座范圍中其直徑D為400μm，而作為基底S底面U與臺(tái)肩ST之間的間距的高度H為400μm。圓柱形隆起E的直徑d為160μm，而圓柱形隆起E的高度h為50μm。
圖2所示的是對(duì)圖1所示突起在基底S整個(gè)平面上所獲得的一層金屬層進(jìn)行激光最精細(xì)結(jié)構(gòu)化而來(lái)的一個(gè)聚合物突起PS?？梢钥闯?，包括圓柱形隆起E在內(nèi)的聚合物突起PS設(shè)有一個(gè)金屬涂層M，一個(gè)導(dǎo)線組LZ由此基底S底面U上的聚合物突起PS引導(dǎo)。
圖3所示的是在圖2中所示的聚合物突起PS與一個(gè)布線V之間的焊接，此布線在所示的實(shí)施例中作為印刷電路板LP與在表面上布置有連接墊圈構(gòu)造而成?？梢郧宄乜闯觯诨亓骱附訒r(shí)，全部焊劑L停留在臺(tái)肩ST和連接墊圈AP之間的范圍中；并不像在沒(méi)有階梯結(jié)構(gòu)的聚合物突起時(shí)，焊劑在側(cè)面一直躍升到導(dǎo)線組LZ處。通過(guò)階梯形的聚合物突起PS的幾何形狀，保證了焊劑L的可重復(fù)出現(xiàn)的層厚度。
在圖4中所示的第一種變型是稱(chēng)作PS的聚合物突起，它整體地成形于一個(gè)基底S1上。通過(guò)這個(gè)聚合物突起PS1的一個(gè)兩層階梯構(gòu)造出一個(gè)環(huán)形隆起E1和一個(gè)圓柱形隆起E10。相應(yīng)的環(huán)形臺(tái)肩被稱(chēng)作ST1或ST10。
在圖5中所示的第二種變型是稱(chēng)作PS2的聚合物突起，它整體地成形于一個(gè)基底S2上。在一個(gè)作為平臺(tái)而構(gòu)造的臺(tái)肩ST2上，布置有總共四個(gè)有一定間距的圓柱形隆起E2。
在圖6中所示的第三種變型是稱(chēng)作PS3的聚合物突起，它整體地成形于一個(gè)基底S3上。這里有一個(gè)環(huán)形隆起E3處于一個(gè)同樣作為平臺(tái)而構(gòu)造的臺(tái)肩ST3之上。
除了在圖1到6中所示的簡(jiǎn)單的具有截錐形狀的聚合物突起之外，也可以應(yīng)用聚合物突起或隆起的其它橫截面形式。但在此處，至少一個(gè)臺(tái)肩的構(gòu)造有決定性的作用，此臺(tái)肩在回流焊接時(shí)阻止焊劑的沿側(cè)面的躍升。
權(quán)利要求
1.用于與一布線(V)焊接的基底(S；S1；S2；S3)，帶有至少兩個(gè)金屬?lài)娡康木酆衔锿黄?PS；PS1，PS2；PS3)和在基底(S；S1；S2；S3)下表面(U)上由聚合物突起(PS；PS1；PS2；PS3；)引導(dǎo)的導(dǎo)線組(LZ)，其中，這些聚合物突起(PS；PS1；PS2；PS3)具有至少一個(gè)用于構(gòu)造至少一個(gè)隆起(E；E1；E10；E2；E3)的臺(tái)肩(ST；ST1，ST10；ST2；ST3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的基底(S)，其特征在于，一個(gè)與聚合物突起(PS)同心布置的圓柱形隆起(E)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基底(S)，其特征在于，圓柱形隆起(E)的直徑(d)在100μm到300μm之間，其高度(h)在25μm到250μm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底(S1)，其特征在于，聚合物突起(PS1)設(shè)置有兩個(gè)隆起(E1；E10)和兩個(gè)臺(tái)肩(ST1；ST10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底(S2)，其特征在于，聚合物突起(PS2)設(shè)置有布置在一個(gè)臺(tái)肩(ST2)上的多個(gè)有一定間距的隆起(E2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基底(S3)，其特征在于，聚合物突起(PS3)設(shè)置有布置在一個(gè)臺(tái)肩(ST3)上的環(huán)形隆起(E3)。
全文摘要
至少帶有兩個(gè)用金屬?lài)娡康木酆衔锿黄?PS)的一個(gè)基底(S),特別是一個(gè)聚合物柱狀柵格點(diǎn)陣,它是這樣構(gòu)成的,此聚合物突起(PS)設(shè)置有至少一個(gè)臺(tái)肩(ST)和至少一個(gè)隆起(E)。這些焊頭(PS)的幾何形狀可以保證與一個(gè)布線(V)和可以復(fù)制出現(xiàn)的焊劑(L)層厚的可靠的焊接。
文檔編號(hào)H01L23/13GK1352805SQ0080783
公開(kāi)日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2000年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月20日
發(fā)明者J·范普伊姆布雷克 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司