專利名稱：降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置，特別是關(guān)于一種利用半導(dǎo)體封裝技術(shù)將多個(gè)電容內(nèi)嵌于電源平面及接地平面的球陣列封裝裝置。
隨著半導(dǎo)體制做技術(shù)的進(jìn)步，在一集成電路內(nèi)往往內(nèi)建有數(shù)十萬甚至數(shù)百萬顆晶體管。若該數(shù)十萬顆晶體管同時(shí)處于工作的狀態(tài)，例如同時(shí)開啟或同時(shí)關(guān)閉，則將對電源供應(yīng)造成瞬間的脈沖效應(yīng)和電氣雜訊，而使得該集成電路的運(yùn)算結(jié)果處于一種不確定的狀態(tài)。
為解決電源供應(yīng)的穩(wěn)壓及電氣雜訊的問題，已知的方法是在連接該集成電路的電路板上加入多個(gè)電容器以消除該電氣雜訊。如

圖1是已知的一塑膠球陣列封裝(PBGA)元件的俯視圖。該球陣列封裝元件11固著于一電路板13之上，而在該球陣列封裝元件11四周設(shè)置多個(gè)外接式電容器12。各該多個(gè)外接電容器12電氣連接至該球陣列封裝元件11的電源平面及接地平面，以消除該電源平面及該接地平面之間的電氣雜訊，已知方法將造成電路板13上充斥著各種不同尺寸及種類的電容器，不僅造成高成本及大面積的缺點(diǎn)且不符合現(xiàn)今高科技產(chǎn)品輕薄短小的特性。
本發(fā)明的目的是為消除目前使用于球陣列封裝元件的電氣雜訊過濾方式的成本較高及使用面積較大的缺點(diǎn)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置，該裝置利用半導(dǎo)體封裝技術(shù)將多個(gè)內(nèi)接式電容固著于本發(fā)明裝置的基座之上，并將該多個(gè)內(nèi)接式電容直接或經(jīng)由一導(dǎo)通孔電氣連接至本發(fā)明裝置的電源平面及接地平面，以有效達(dá)成穩(wěn)壓及過濾電氣雜訊的功能。
本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置，包含一基座、多個(gè)焊球及多個(gè)內(nèi)接式電容，該基座包含一接觸層、一電源平面及一接地平面，該多個(gè)焊球，固著于該接觸層之上。該多個(gè)內(nèi)接式電容，設(shè)置于該接觸層之上，其利用一導(dǎo)電膠電氣連接至該電源平面及該接地平面，以降低該電源平面及該接地平面之間的電氣雜訊。
本發(fā)明將依照附圖來說明，圖中圖1是已知的球陣列封裝元件的俯視圖；圖2是本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的第一較佳實(shí)施例的俯視剖面圖；圖3是本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的第二較佳實(shí)施例的橫切面圖；圖4是本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的第三較佳實(shí)施例的橫切面圖；及圖5是本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的第四較佳實(shí)施例的橫切面圖。
圖2是本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的第一較佳實(shí)施例的俯視剖面圖。該球陣列封裝裝置21包含一基座30。在該基座30的中央位置為一接地平面21，且在該接地平面24的上方固著多個(gè)接地球22。該接地平面的外部為一電源平面25，且在該電源平面25的上方固著多個(gè)電源球27；多個(gè)內(nèi)接式電容23固著于該基座30之上，且電氣連接于該接地平面24及該電源平面25。該內(nèi)接式電容23的功能相當(dāng)于圖1的外接式電容12，用以進(jìn)行穩(wěn)壓及濾除該電源平面25及該接地平面24之間的電氣雜訊，該電源平面25外部設(shè)置多個(gè)訊號球26。本文中的接地球27、電源球27及訊號球26統(tǒng)稱為焊球。該多個(gè)接地球22、該多個(gè)電源球27及該多個(gè)記號球26均可傳送連接本發(fā)明裝置的電路板13的電氣訊號，并可利用傳導(dǎo)原理將本發(fā)明裝置21所產(chǎn)生的熱能經(jīng)由該電路板13釋放出去。該接地平面24的電壓位通常以符號Vss表示，在數(shù)字集成電路中常見的電壓位為0伏特。該電源平面25的電壓位通常以符號Vdd表示，在現(xiàn)今的數(shù)字集成電路中常見的電壓位為3.3伏特。因該內(nèi)接式電容23是以半導(dǎo)體封裝技術(shù)內(nèi)嵌于本發(fā)明的球陣列封裝裝置21之內(nèi)，故就整體應(yīng)用而言，可有效地降低該球陣列封裝裝置21的制造成本及使用面積。該內(nèi)接式電容23并不限于任何材質(zhì)，只要符合集成電路封裝技術(shù)的均可適用。一種可行的內(nèi)接式電容封裝技術(shù)是在本發(fā)明的球陣列封裝裝置21進(jìn)行植球后，以一執(zhí)行表面粘著技術(shù)的機(jī)臺將該內(nèi)接式電容23固著于該電源平面25及該接地平面24之間。
圖3是本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的第三較佳實(shí)施例的橫切面圖，本實(shí)施例的球陣列封裝裝置21是為雙層結(jié)構(gòu)，第一層為一包含該電源平面25及該接地平面24的接觸層36，而在該電源平面25及該接地平面24之間以一防焊漆(solder mask)34予以隔離，第二層為一用于傳輸電氣訊號的訊號平面31，該訊號平面31的材質(zhì)并不受任何限制，例如為常見的銅金屬。在第一層和第二層間以一絕緣平面32予以隔離，該絕緣平面32并不受任何限制，常見的高分子樹脂均可適用。該訊號平面31以一內(nèi)嵌有導(dǎo)電材質(zhì)的導(dǎo)通孔35和該電源平面25或該接地平面24相通，以達(dá)到電氣訊號傳送的功能，該內(nèi)接式電容23可經(jīng)由一粘著膠33固著于該接觸層36之上。該粘著膠33并不限于任何材質(zhì)，常見的紅膠均可適用，該內(nèi)接式電容23并經(jīng)由一導(dǎo)電膠37電氣連接于該電源平面25及該接地平面24之間，該導(dǎo)電膠37并不足于任何材質(zhì)，常見的錫鉛合金材質(zhì)均可適用，該內(nèi)接式電容23兩側(cè)分別為該接地球22、該電源球27及該訊號球26。值得注意的是，該內(nèi)接式電容23的高度應(yīng)小于該接地球22和該電源球27及該訊號球26的高度，以避免導(dǎo)致該球陣列封裝裝置21和該電路板13因接觸面積不足而造成接觸不良的問題。
圖4是本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的第三較佳實(shí)施例的橫切面圖，本實(shí)施例的球陣列封裝裝置是為四層結(jié)構(gòu)，但亦可適用于其他層數(shù)的結(jié)構(gòu)。因?yàn)閳D3的雙層結(jié)構(gòu)有一值得改進(jìn)之處，即該接地平面24及電源平面25將被限制于一特定的區(qū)域，因此該內(nèi)接式電容亦同樣被限制于該特定區(qū)域。因此，雖然雙層結(jié)構(gòu)有成本較低的優(yōu)點(diǎn)，但在使用上缺乏彈性。在現(xiàn)今球陣列封裝已有趨向多層板的設(shè)計(jì)趨勢下，可以選擇將該內(nèi)接式電容23固著于該球陣列封裝裝置21中安置較少元件的區(qū)域，以提高該球陣列封裝裝置21的使用效率。此外，該安置的區(qū)域可使用于該基座30的正面或反面，本發(fā)明并不作任何的限制，如圖4所示，接觸層36、電源平面25及接地平面24是位于該球陣列封裝交置21的不同層，該電源平面25及該接地平面24可分別經(jīng)由一內(nèi)嵌有導(dǎo)電材質(zhì)的導(dǎo)通孔35電氣連接至該接觸層36。該內(nèi)接式電容23并經(jīng)由一粘著膠33固著于該接觸層36之上，并利用一導(dǎo)電膠37電氣連接至該接地平面24及該電源平面25經(jīng)由該導(dǎo)通孔35出現(xiàn)在該接觸層36的相對位置41和12，以降低該電源平面25及該接地平面24之間的電氣雜訊。
圖5是本發(fā)明的降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置的第四較佳實(shí)施例的橫切面圖，本實(shí)施例的球陣列封裝裝置是為四層結(jié)構(gòu)，但亦可適用于雙層或其他層數(shù)的結(jié)構(gòu)，圖5的導(dǎo)電膠37的位置是位于該內(nèi)接式電容23的下方，而圖4的導(dǎo)電膠37的位置是位于該內(nèi)接式電容23的兩側(cè)。圖4和圖5的導(dǎo)電膠37的功能均是將該內(nèi)接式電容23透過該導(dǎo)電膠37而電氣連接至該電源平面25及接地平面24，但差別在于兩者在制做程序上的步驟和順序有一些差異。圖4的結(jié)構(gòu)在制做程序上為先粘合該內(nèi)接式電容23于該接觸層36之上，再以該導(dǎo)電膠37電氣連接該內(nèi)接式電容23、該電源平面25及接地平面24。圖5的結(jié)構(gòu)在制做程序上為先粘合該導(dǎo)電膠37于該電源平面25及接地平面24之上，再以該內(nèi)接式電容23固著于該導(dǎo)電膠37之上，而使該內(nèi)接式電容23、該電源平面25及該接地平面24達(dá)成電氣連接。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已公開如上，然而本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及公開而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾；因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所公開者，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換和修飾，并為以下的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置，包含一包含一接觸層、一電源平面及一接地平面的基座；多個(gè)焊球，固著于該接觸層之上；及多個(gè)內(nèi)接式電容，設(shè)置于該接觸層之上，且利用一導(dǎo)電膠電氣連接至該電源平面及該接地平面，以降低該電源平面及該接地平面之間的電氣雜訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包含以一粘著膠固著該多個(gè)內(nèi)接式電容于該接觸層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該接觸層、該電源平面及該接地平面是分別位于該基座的不同層，且該接觸層是經(jīng)由一導(dǎo)通孔電氣連接至該電源平面及該接地平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中該多個(gè)內(nèi)接式電容是可自由設(shè)置于該接觸層的任一區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該電源平面及該接地平面是該接觸層的一部分，該多個(gè)內(nèi)接式電容是直接利用一導(dǎo)電膠耦合于該電源平面及該接地平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該多個(gè)內(nèi)接式電容的高度小于該多個(gè)焊球的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該內(nèi)接式電容是利用表面粘著技術(shù)固著于該接觸層之上。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種降低電氣雜訊的球陣列封裝裝置,其包含一基座、多個(gè)焊球及多個(gè)內(nèi)接式電容。該基座包含一接觸層、一電源平面及一接地平面。該多個(gè)焊球,固著于該接觸層之上。該多個(gè)內(nèi)接式電容,設(shè)置于該接觸層之上,且利用一導(dǎo)電膠電氣連接至該電源平面及該接地平面,降低該電源平面及該接地平面之間的電氣雜訊。
文檔編號H01L23/58GK1369913SQ0110382
公開日2002年9月18日 申請日期2001年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月15日
發(fā)明者林蔚峰, 吳忠儒, 蔡進(jìn)文 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司