用于實現(xiàn)超薄和其他低z產(chǎn)品的焊盤側(cè)加強(qiáng)電容器的制造方法
【專利摘要】本申請公開了用于實現(xiàn)超薄和其他低Z產(chǎn)品的焊盤側(cè)加強(qiáng)電容器。本文通常描述了用于最小化超薄IC封裝的產(chǎn)品的系統(tǒng)、設(shè)備和方法的實施例。在一些實施例中，裝置包括安裝在封裝基底上的IC，以及安裝在封裝基底上的電容性加強(qiáng)件子組件。電容性加強(qiáng)件子組件包括電連接至IC的觸點的多個電容性元件。
【專利說明】用于實現(xiàn)超薄和其他低Z產(chǎn)品的焊盤側(cè)加強(qiáng)電容器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實施例關(guān)于集成電路(IC)的封裝。一些實施例涉及減少IC封裝的翹曲。
[0002]背景
[0003]存在對增加集成電路(IC)的功能和在更小的封裝中提供這些越來越復(fù)雜的IC的持續(xù)需求。然而，使用這些IC的電子系統(tǒng)的制造可包括將經(jīng)封裝的IC暴露至環(huán)境壓力。例如，電子系統(tǒng)的制造可包含組裝經(jīng)封裝的IC和將經(jīng)封裝的IC結(jié)合到電子系統(tǒng)組件中的多個熱循環(huán)。隨著IC的封裝的厚度減小，環(huán)境壓力的不利影響可成為制造問題的主因。這些不利影響可包括可致使經(jīng)封裝的IC不能使用的變得畸形的經(jīng)封裝的1C。因此，存在對提供對環(huán)境影響更具魯棒性的經(jīng)封裝的集成電路的系統(tǒng)和方法的一般需求。
[0004]附圖簡述
[0005]圖1為用于最小化超薄IC封裝的產(chǎn)品的翹曲的設(shè)備的示例的部分圖示；
[0006]圖2為用于最小化超薄IC封裝的產(chǎn)品的翹曲的另一設(shè)備的示例的部分圖示；
[0007]圖3為超薄電子器件的另一示例的部分圖示；以及
[0008]圖4示出了形成超薄IC封裝的方法的示例的流程圖。
[0009]詳細(xì)描述
[0010]以下描述和附圖充分地示出了具體實施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)它們。其他實施例可包含結(jié)構(gòu)、邏輯、電氣、工藝和其他變化。一些實施例的部分和特征可被包括在其他實施例的部分和特征中，或替代其他實施例的部分和特征。權(quán)利要求中所陳述的實施例包含那些權(quán)利要求的所有可用等效方案。
[0011]如本文前面所解釋的，IC封裝的尺寸和厚度繼續(xù)減少。這已經(jīng)導(dǎo)致一些表面貼裝的IC封裝被稱為超薄或低Z的以表示小Z尺寸。超薄封裝可指約500微米(μ m)或以下的封裝高度。用于形成超薄封裝的一種方法為無芯封裝。在傳統(tǒng)IC封裝中，IC被安裝在諸如基底之類的芯材料上。然后，在芯上建立附加的層以將IC連接分配到封裝互連。相反，無芯封裝不具有芯。替代地，僅建立層被用于產(chǎn)生無芯基底。這減少了基底和經(jīng)封裝的IC的高度尺寸。
[0012]基底的薄度可導(dǎo)致可能易彎曲的封裝。經(jīng)封裝的IC的制造可包含多個熱循環(huán)步驟。例如，基底可被加熱以將焊料隆起焊盤(例如，倒裝芯片或C4焊料隆起焊盤)添加到基底?；卓稍俅伪灰淮位蚨啻渭訜嵋杂糜诠苄静贾煤秃噶匣亓?。如果環(huán)氧樹脂被用于組裝工藝中，則可添加另一循環(huán)。又一熱循環(huán)可用于將經(jīng)封裝的IC結(jié)合到電子系統(tǒng)組件中。這些多個熱循環(huán)可導(dǎo)致基底和經(jīng)封裝的IC中的一個或兩個翹曲。
[0013]圖1為用于最小化超薄IC封裝產(chǎn)品的翹曲的設(shè)備100的示例的部分圖示。設(shè)備100包括安裝在封裝基底110上的IC105。在一些示例中，設(shè)備可包括安裝在封裝基底110上的一個以上1C，諸如中央處理單元(CPU)和一個或多個存儲器件1C。例如，封裝基底110可以為超薄封裝基底或低Z封裝基底，諸如無芯封裝基底。設(shè)備100還包括電容式加強(qiáng)件子組件115。
[0014]電容式加強(qiáng)件子組件115包括電連接至IC105的觸點的多個電容性元件。到封裝基底110的子組件的附連或安裝使得組裝的封裝基底對翹曲更有抵抗力。電容元件120可包括在電連接至IC的觸點的濾波電路。因此，子組件的電容性元件可代替通常用于過濾噪聲的任何表面貼裝電容器。
[0015]例如，電容性元件可嵌入到具有絕緣性能的材料中，諸如陶瓷材料或聚合物材料。諸如不銹鋼之類的非絕緣材料可被用于加強(qiáng)基底，但這可能會使包括在加強(qiáng)件中的電容性元件復(fù)雜化。例如，電容性元件可能需要以電絕緣材料涂覆。并且，由于電容性元件被包括在加強(qiáng)件中，因此在一個步驟中添加加強(qiáng)件和電容器，而不是在多個步驟中添加加強(qiáng)件(例如，單片鋼加強(qiáng)件)和放置以及回流表面貼裝電容器。這本質(zhì)上減少了熱循環(huán)的數(shù)量，在制造期間封裝被暴露于熱循環(huán)。
[0016]在圖1所示的示例中，電容式加強(qiáng)件子組件115大體上圍繞封裝基底110的周界設(shè)置，并且IC安裝在電容式加強(qiáng)件子組件115的中間。電容式加強(qiáng)件子組件115可從封裝基底110的周界稍向內(nèi)設(shè)置，并且仍為封裝基底110提供支撐或加強(qiáng)。示例還示出了單片子組件，但如果需要的話，電容式加強(qiáng)件子組件115可包括一個或多個縫隙。所示示例中的IC封裝可被用于封裝處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)或S0C。圖1的示例還示出了一個或多個IC可被安裝在封裝基底110的頂側(cè)并且電容式加強(qiáng)件子組件115也安裝在封裝基底110的頂側(cè)，但可使用其他布置。
[0017]圖2為用于最小化超薄IC封裝產(chǎn)品的翹曲的另一設(shè)備200的部分圖示。設(shè)備200包括安裝在封裝基底210的頂側(cè)上的IC (未示出)和設(shè)置在設(shè)備200的底側(cè)上的焊料隆起焊盤225。設(shè)備200還包括安裝在封裝基底210的底側(cè)上的電容性加強(qiáng)件子組件215。子組件的電容元件可通過包括在封裝基底210中的層和通孔電連接至IC的觸點。圖中的示例示出了形成在底側(cè)上的焊料隆起焊盤為球柵陣列(BGA)電觸點，但是焊料隆起焊盤可包括BGA電觸點、平面網(wǎng)格陣列(land grid array)電觸點、引腳網(wǎng)格陣列電觸點等等中的至少一個。電容性加強(qiáng)件子組件215的高度低于焊料隆起焊盤的高度以便于將設(shè)備200安裝至另一組件，諸如另一基底或印刷電路板(PCB)。
[0018]圖3為超薄電子器件300的另一示例的部分圖示。器件300可包括安裝在封裝基底310的第一或頂側(cè)上的IC (未示出)和安裝在封裝基底的第二或底側(cè)上的電感器330。電感器330的跡線或?qū)Ь€可形成為封裝基底310的層。在某些示例中，可利用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)方法在封裝基底上形成跡線或?qū)Ь€作為懸置電感器。在懸置電感器中，跡線可形成于封裝基底的平面上的犧牲層上。移除犧牲層可留下懸置(例如，在空氣中)在封裝基底上的電感器。懸置電感器可具有比平面電感器改進(jìn)的頻率響應(yīng)。
[0019]封裝基底310的其他層可提供到IC的互連。電容性加強(qiáng)件子組件115安裝在具有電感器330的封裝基底310的第二側(cè)上。示例中的器件300可以為形成于超薄封裝中的射頻集成電路(RFIC)。RFIC可用于蜂窩電話和局域網(wǎng)設(shè)備或個域網(wǎng)設(shè)備。
[0020]由于圖1-3的示例中的經(jīng)封裝的IC的高度低，所以在諸如平板計算機(jī)之類的低高度的電子系統(tǒng)中包括該IC封裝是有利的。電子系統(tǒng)可包括安裝在印刷電路板(PCB)(例如，母板)上的半導(dǎo)體子組件。半導(dǎo)體子組件可包括安裝到一個或多個超薄封裝基底的一個或多個IC以形成超薄半導(dǎo)體子組件。半導(dǎo)體子組件可包括安裝在一個或多個超薄封裝基板上的電容性加強(qiáng)件子組件。在一些示例中，超薄封裝基底是無芯基底，并且在無芯基底上形成諸如BGA觸點的焊料隆起焊盤以形成無芯子組件。如果電容性加強(qiáng)件子組件安裝在封裝基底的相同側(cè)上作為BGA觸點，則BGA焊球間距將確定無芯子組件到PCB間隙，并且電容式加強(qiáng)件子組件的高度應(yīng)當(dāng)?shù)陀贐GA焊球間距。
[0021]圖4示出了形成超薄IC封裝的方法400的示例的流程圖。在框405，將IC設(shè)置在封裝基底上。在一些不例中，封裝基底為無芯基底。封裝基底可包括焊料隆起焊盤，諸如，C4焊料隆起焊盤或管芯側(cè)焊料隆起焊盤。可在IC被設(shè)置到封裝基底上之前將焊劑噴涂到焊料隆起焊盤。
[0022]在框410，將電容式加強(qiáng)件子組件設(shè)置在封裝基底上。電容性加強(qiáng)件子組件可包括本文前面所述的任何示例。在一些示例中，電容性加強(qiáng)件子組件大體上圍繞封裝基底的第一或頂側(cè)的周界設(shè)置，以及IC設(shè)置于第一側(cè)上的電容性基底子組件的中間，諸如圖1示例中所示。在某些示例中，多個IC設(shè)置在封裝基底的第一側(cè)上。
[0023]在一些示例中，封裝基底包括形成于底側(cè)上的焊料觸點或焊料隆起焊盤(例如，BGA焊料觸點)。電容性加強(qiáng)件子組件可設(shè)置在底側(cè)上。如圖2的示例中所示，電容性加強(qiáng)件子組件可圍繞底側(cè)的周界設(shè)置，以及焊料隆起焊盤大體上在電容性加強(qiáng)件子組件的中間，并且IC可設(shè)置在封裝基底的頂側(cè)上。焊料隆起焊盤可以與圖2的示例中所示的圖案不同的其他圖案形成。
[0024]當(dāng)設(shè)置IC和電容性加強(qiáng)件子組件(例如，通過拾取和放置過程)時，在框415，可回流形成于封裝基底上的焊料隆起焊盤以將IC和電容性加強(qiáng)件子組件安裝在封裝基底上。然后，經(jīng)封裝的IC和基底組件可經(jīng)受去焊劑過程。經(jīng)封裝的IC和基底組件還可經(jīng)受包含分配、流動和固化底部填充材料的底部填充過程。由于電容器與電容性加強(qiáng)件子組件成整體，因此不需要用于放置管芯側(cè)表面貼裝電容器和用于放置和用環(huán)氧樹脂膠合單獨的加強(qiáng)件的單獨步驟。因此，可通過利用電容性加強(qiáng)件子組件減少組裝過程中的步驟的數(shù)量。
[0025]在一些示例中，方法400可包括安裝無源電子部件，諸如將電感器安裝到封裝基底上?；亓鬟^程可包括回流封裝基底以將電感器安裝到基底的第二側(cè)上，諸如圖3的示例中所示。在某些示例中，底部填充過程可被包括在將電感器安裝至封裝基底的步驟中。諸如電阻器和電容器之類的其他無源部件也可安裝于基底的第二側(cè)。在某些示例中，諸如另一 IC之類的有源部件可安裝在基底的第二側(cè)上。
[0026]從本文所述的系統(tǒng)、方法和設(shè)備可以看出電容性加強(qiáng)件將為超薄基底提供支撐以防止翹曲并且不損害基底上的可用基板面。
[0027]附加說明
[0028]上面詳細(xì)描述包括參照附圖附圖，附圖形成詳細(xì)描述的一部分。附圖通過例示示出可實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例。在本文中，這些實施例也被稱為“示例”。本文獻(xiàn)中所涉及的所有公開、專利、和專利文獻(xiàn)通過引用整體結(jié)合于此，好像通過引用單獨地結(jié)合。本文獻(xiàn)和通過引用所結(jié)合的那些文獻(xiàn)之間的不一致的用法的情況，在結(jié)合的引用中的用法應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對本文獻(xiàn)的用法的補(bǔ)充；對于不可調(diào)和的不一致，以本文獻(xiàn)中的用法為準(zhǔn)。
[0029]提供摘要以符合37C.F.R.第1.72 (b)章節(jié)，該章節(jié)要求摘要允許讀者查明技術(shù)公開內(nèi)容的本質(zhì)和要點。該摘要是以它不用于限制或解釋權(quán)利要求的范圍或含義的理解而提交的。以下權(quán)利要求在此明確地被包括到詳細(xì)描述中，其中各個權(quán)利要求獨立作為單獨實施例。并且，在一些權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”和“包含”是開放式的，即，系統(tǒng)、設(shè)備、制品或過程包括除之后列出的那些元素之外的元素，在權(quán)利要求中的這種術(shù)語仍然被視為落在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用作標(biāo)記，而不旨在對他們的對象施加數(shù)值要求。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 集成電路(1C)，所述集成電路(IC)安裝在IC封裝基底上； 電容性加強(qiáng)件子組件，所述電容性加強(qiáng)件子組件安裝在IC封裝基底上，其中所述電容性加強(qiáng)件子組件包括電連接至IC的觸點的多個電容性元件。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述IC封裝基底是無芯的，并且其中所述電容性加強(qiáng)件子組件大體上圍繞IC封裝基底的周界設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電容性加強(qiáng)件子組件是單片的并且包括嵌入在陶瓷材料中的多個陶瓷元件。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電容性加強(qiáng)件子組件是單片的并且包括嵌入在聚合物材料中的多個陶瓷元件。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述IC安裝在所述封裝基底的第一側(cè)上并且所述電容性加強(qiáng)件子組件也安裝在所述IC封裝基底的第一側(cè)上。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括: IC,所述IC安裝在IC封裝基底的第一側(cè)上；以及 焊料隆起焊盤，所述焊料隆起焊盤設(shè)置在所述IC封裝基底的第二側(cè)上，以及其中電容性加強(qiáng)件安裝在所述IC封裝基底的第二側(cè)上。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，` 其中所述焊料隆起焊盤被包括在球柵陣列電觸點、平面網(wǎng)格陣列電觸點或引腳網(wǎng)格陣列電觸點中的至少一個中，以及 其中所述電容性加強(qiáng)件子組件的高度低于球柵陣列電觸點、平面網(wǎng)格陣列電觸點或引腳網(wǎng)格陣列電觸點中的至少一個的高度。
8.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的裝置，其特征在于，電容性元件被包括在電連接至所述IC的觸點的濾波電路中。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括: IC,所述IC安裝在IC封裝基底的第一側(cè)上；以及 電子部件，所述電子部件安裝在所述IC封裝基底的第二側(cè)上，以及其中所述電容性加強(qiáng)件子組件安裝在所述IC封裝基底的第二側(cè)上。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述電子部件包括電感器，以及所述IC包括射頻集成電路(RFIC)。
11.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的裝置，其特征在于，所述IC包括中央處理單元。
12.—種方法,包括: 將集成電路(IC)設(shè)置在IC封裝基底上； 將電容性加強(qiáng)件子組件設(shè)置在所述IC封裝基底上，以及 回流形成于所述封裝基底上的焊料觸點以將所述IC和電容性加強(qiáng)件子組件安裝在所述封裝基底上。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，將所述IC和所述電容性加強(qiáng)件子組件設(shè)置在所述IC封裝基底上包括: 大體上圍繞所述封裝基底的周界設(shè)置所述電容性加強(qiáng)件子組件；以及 將所述IC定位在所述電容性加強(qiáng)件子組件的中間。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述IC封裝基底包括所述IC封裝基底的底側(cè)上的球柵陣列電觸點、平面網(wǎng)格陣列電觸點或引腳網(wǎng)格陣列電觸點中的至少一個，其中安裝IC包括將所述IC安裝到所述IC封裝基底的頂側(cè)，以及其中安裝所述電容性加強(qiáng)件子組件包括將所述電容性加強(qiáng)件子組件安裝到所述IC封裝基底的底側(cè)上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述安裝所述電容性加強(qiáng)件子組件包括:大體上圍繞所述IC封裝基底的周界設(shè)置所述電容性加強(qiáng)件子組件，并且將球柵陣列電觸點、平面網(wǎng)格陣列電觸點或引腳網(wǎng)格陣列電觸點大體上設(shè)置在所述電容性加強(qiáng)件子組件的中間。
16.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，包括將懸置電感器安裝至所述IC封裝基底，以及其中回流所述焊料觸點包括回流所述焊料觸點以將所述懸置電感器安裝至所述IC封裝基底。
17.一種平板計算機(jī)，包括: 印刷電路板(PCB);以及 半導(dǎo)體子組件，所述半導(dǎo)體子組件安裝在PCB上，其中所述半導(dǎo)體子組件包括: 封裝基底； 至少一個集成電路(1C)，所述至少一個集成電路(IC)安裝在所述封裝基底上； 電容性加強(qiáng)件子組件，所述電容性加強(qiáng)件子組件安裝在封裝基底上，其中所述電容性加強(qiáng)件子組件包括電連接至至少一個IC的觸點的多個電容性元件。
18.如權(quán)利要求17所述的平板計算機(jī)，其特征在于，所述電容性加強(qiáng)件子組件大體上圍繞所述封裝基底的周界`設(shè)置。
19.如權(quán)利要求18所述的平板計算機(jī)，其特征在于，所述電容性加強(qiáng)件子組件被安裝至所述封裝基底的與所述至少一個IC相同的一側(cè)，以及其中所述至少一個IC被設(shè)置在所述電容性加強(qiáng)件子組件的中間。
20.如權(quán)利要求18或19所述的平板計算機(jī)，其特征在于，所述封裝基底包括無芯基底和在所述封裝基底的底側(cè)上的球柵陣列焊料觸點以形成無芯子組件，其中所述至少一個IC被安裝在所述無芯子組件的頂側(cè)，以及其中所述電容性加強(qiáng)件子組件安裝在所述無芯子組件的底側(cè)上。
【文檔編號】H01L23/64GK103872026SQ201310659460
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月10日
【發(fā)明者】M·K·羅伊, M·J·曼努沙洛 申請人:英特爾公司