[发明专利]垂直结构无源元件的装置和方法

说明书

本申请案主张已于2009年10月14日提出的第61/251,617号临时申请案的优先权，本文纳入上述临时申请案的完整内容。

技术领域

本发明涉及一种电子元件，特别是关于一种减小无源元件在目标平台上占据的面积的垂直结构无源元件的装置及其封装和装配方法。

背景技术

半导体元件通常是使用球栅阵列(BGA)封装方式来制造，在此封装中，由锡，银和铜所组成的金属焊锡球预先焊接在一个元件封装的焊垫接触点上，用以将半导体元件焊接至一目标平台(例如印刷电路板“PCB”)。半导体元件也经常以无引线网格阵列(LGA)封装方式制造，此封装的焊垫接触点并未设置焊锡球，而是在产品组装时将一层薄薄的焊锡膏预先印刷在一PCB的金属接触点上，以将半导体元件焊接至PCB。

其它封装方式也用于半导体元件的制造。例如，四侧扁平引脚封装(QFP)或小外形集成电路封装(SOIC)是利用贴附在封装外围的海鸥翼状金属引线将封装的半导体元件耦合至印刷电路板。又例如，双列直插式封装(DIP)或针栅阵列封装(PGA)是将金属接脚贴在封装的外围或底部表面，以将封装的部分插入插座或将其焊接至一组位于一目标平台(例如PCB)上的通孔。另外，陶瓷有引线芯片载体(CLCC)封装或塑料有引线芯片载体(PLCC)封装，是将J形金属引线贴在一封装的半导体元件外围，以将半导体元件连接到一目标平台，例如PCB。

半导体元件许多传统封装的一个共同点，不外乎是将金属接触点、金属接脚或是焊锡球贴附至封装的垫片接触点，以将半导体元件连结至一目标平台。

当使用集成电路(IC)等半导体元件时，经常会增加电阻器、电容器或电感器等无源元件，也被称为“passives”，来使半导体元件正常运作。例如，去耦电容器通常连接至一IC元件的电源接脚，以滤除电流噪音。一限流电阻器通常耦合至一IC元件的一驱动接脚，以限制驱动输出电流。或者，一终端电阻器通常耦合至一信号路径，以抑制高速信号线中的反射问题。传统上，这些无源元件往往设置在其所耦合的IC元件的接脚附近，以发挥它们最大的效能。然而，由于这些无源元件是设置在IC封装之外，它们往往占据了目标平台上大部分的空间，同时与配置于IC元件周围的互联机来竞争有限空间，特别是在IC封装具有很多接脚的情况下。

图1为一传统印刷电路板(PCB)组合的简化示意图，显示一传统、具水平结构的无源元件120和一IC元件130被焊接到一印刷电路板PCB 100上。IC元件130包含一组被焊接至PCB 100上的一组目标接触点115的IC垫片135。焊锡球将IC垫片135与PCB100上的目标接触点115连接起来。为了将一无源元件120连接至PCB 100上的IC元件130的一垫片，PCB 100的表面增设两个目标接触点111、112，无源元件120的电极121、122连接至目标接触点111、112。为了将无源元件120的电极122连接至IC元件130的一IC垫片135，PCB100的表面另外增设了一PCB线路114，以将目标接触点112连接到IC元件130的一相对应的目标接触点115。图1所描述的例子显示，无源元件120占据PCB100的部分区域，它也可能同时阻碍PCB 100上的IC元件130周围的信号线。

使用传统的无源元件还有另一个潜在的问题。对于移动式或高密度电子产品，有一个持续的趋势，那就是封装的小型化，包括用来支持的无源元件的小型化。例如，用于一高密度动态随机内存模组设计的无源元件的一般尺寸已经从0603封装(具有长60密耳(千分之一英寸，1mil＝＝25.39999918μm)乘以宽30密耳(千分之一英寸)的尺寸)转变到较小的0402封装(具有长40密耳乘以宽20密耳的尺寸)。在手机等移动式装置中，更广泛地应用可进一步减少无源元件占据面积的0201封装，即长20密耳乘以宽10密耳的尺寸。目前市面上最小尺寸的无源元件是采1005封装，即长10密耳和宽5密耳的尺寸。尺寸缩小会使传统无源元件因为焊接不足或桥接等问题发生的可能性加大而不易被焊接到PCB等目标平台上。将较小的无源元件焊接到一目标平台所面临的困难，多半源自于多数无源元件所具有的水平结构，也就是水平结构的两端各有一个电极。若有一个解决方案，可以减少无源元件在目标平台上占据的面积，同时减少组装超小型无源元件到PCB时所遇到的桥接和/或焊接不足问题，将会是很有用的。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种垂直结构无源元件的装置及其封装和装配方法，减小无源元件在目标平台上占据的面积。

本发明的技术解决方案是：