[发明专利]用于FCBGA的非金属加强圈

说明书

背景技术

球栅阵列(BGA)是一种集成电路封装技术，其特征在于使用衬底，该衬底的上表面安装有半导体芯片，且该衬底的下表面安装有焊球的栅格阵列。在表面安装技术工艺期间，例如，BGA封装可以通过焊球的栅格阵列机械地焊接结合并电连接至印刷电路板(PCB)。

倒装芯片球栅阵列(FCBGA)是一种BGA技术，其采用倒装芯片技术，以倒置方式将芯片管芯的有源侧安装在衬底上，并通过使用附着至管芯输入/输出焊盘的焊料凸块结合至衬底。由于管芯和FCBGA封装部件(例如，衬底和底层填料(在芯片和衬底之间流动的粘合剂))之间的热膨胀系数失配，在FCBGA封装中经常产生热应力。对于管芯的热问题可以通过将热沉附着至管芯来减小，其中热沉在管芯处由加强圈机械地支撑。

附图说明

图1a以侧视图示出了具有热沉的现有技术FCBGA封装。

图1b以顶视图示出了现有技术FCBGA封装。

图1c以侧视图示出了具有热沉的现有技术FCBGA封装。

图1d以侧视图示出了具有热沉的现有技术FCBGA封装。

图2以侧视图示出了根据本发明实施例的具有热沉的FCBGA封装。

图3以顶视图示出了根据本发明实施例的FCBGA封装。

图4a示出了用于根据本发明实施例的“O”形加强圈的PCB布局。

图4b示出了用于根据本发明实施例的“C”形加强圈的PCB布局。

图5示出了用于根据本发明实施例的“C”形加强圈的PCB布局的多层堆叠。

具体实施方式

图1a示出了典型的现有技术倒装芯片球栅阵列封装(FCBGA)100的剖视图。FCBGA封装100包括管芯140，其采用焊料凸块145附着至下层衬底150上的接触焊盘(未示出)。底层填料135通常用在管芯140和衬底150之间，以提供粘附力，帮助避免管芯140从FCBGA封装100的衬底150上分离。焊球155通常附着至衬底150底部上的接触焊盘(未示出)，以通常提供FCBGA封装100至印刷电路板(PCB)160或诸如陶瓷型材料之类的其它衬底的电接触和连接。铝或其它典型的金属“O”型加强圈120采用粘合剂125安装在衬底150上，热沉170安装在FCBGA封装100的管芯140的顶部上。图1b示出了具有热沉170的现有技术FCBGA封装100的顶视图，其中去除了热沉170以示出典型的金属“O”型加强圈120。热沉170用来散发由管芯140产生的热量，加强圈120用来支撑由管芯140和焊料凸块145产生的间隙138，使得可以维持管芯140和热沉170之间良好的接触。典型的现有技术FCBGA封装100可以具有热界面材料(未示出)，热界面材料插入管芯140和热沉170之间，以帮助将热量从管芯140传递至热沉170。金属加强圈120通常仅在具有特定厚度时是可用的，因此间隙138的尺寸可能不能与金属加强圈120的厚度密切地配合。如果金属加强圈120的厚度如图1c以横截面示出的那样太厚，通过产生间隙101，可能会导致管芯140和热沉170之间不能形成最佳的热接触。如果金属加强圈120的厚度如图1d以横截面示出的那样太薄，通过引起热沉170倾斜由此产生间隙102，这可能会导致管芯140和热沉170之间不能形成最佳的热接触。两种间隙101和间隙102都不利地影响热沉170对来自管芯140的热量进行散热的能力。

图2示出了根据本发明实施例的剖视图。FCBGA封装200包括管芯240，其采用焊料凸块245附着至下层衬底250上的接触焊盘(未示出)。底层填料235通常用在管芯240和衬底250之间，以提供粘附力，帮助避免管芯240从FCBGA封装200的衬底250上分离。焊球255通常附着至衬底150底部上的接触焊盘(未示出)，以通常提供FCBGA封装200至印刷电路板(PCB)160或其它衬底的电接触和连接。加强圈220采用粘合剂225安装在衬底250上，热沉270安装在FCBGA封装200的管芯240的顶部上。根据本发明，加强圈220由与衬底250相同的材料(例如，PCB)制成，以针对加强圈220和衬底250二者获得相同的CTE，以减少CTE失配效应。在现有技术中，加强圈120通常由不具有与衬底250相同的CTE但可以匹配或接近热沉270的CTE的铝或其它金属制成。热沉270用来对由管芯240产生的热进行散热。加强圈220用来向热沉270提供支撑，确保热沉270与管芯240进行良好的热接触。