用于支持球栅阵列的衬底中通路的排布制造技术

一种用来在衬底上安装半导体封装件的可选择的盘中孔焊盘排布。为了增强焊接结合，具有更牢固结合的标准焊盘被用于应力和偏离最大的位置。盘中孔（ＶＩＰ）被用于所有其它位置，以便改善由于其较小表面积产成的布线优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及到用来提供与半导体封装件更牢固结合的衬底中的通路的排布。更具体地说，本专利技术涉及到用来更好地支持具有球栅阵列的封装件的标准通路和盘中孔的排布。
技术介绍
当半导体芯片封装件被应用于衬底时，封装件安置在衬底的一侧上而封装件之间的布线安置在另一侧上是方便的。为了实现这一点，必须利用熟知的通路的排布。此排布由通过衬底从一个表面延伸到另一表面的孔组成。例如用镀敷方法，孔壁被用导电材料涂敷。在各个表面上形成与通路电接触的导电焊盘。在标准通路中，在接收封装件的表面上，通路焊盘被表面导体连接到附近的另一焊盘。此焊盘被用来接收连接到封装件的触点。一种通用的封装件触点是球栅阵列(BGA)。焊料球以与衬底上接触焊盘一致的图形被施加到封装件的底部。焊料胶被施加到接触焊盘，并对此组件进行加热，以便回流焊料，从而将封装件连接到衬底。虽然这种排布被广泛地应用，但这种每个封装件触点具有二个焊盘和一个表面导体的排布占用了大量表面积，使得难以进行布线。已经提出了另一种排布，其中采用单个焊盘作为通路焊盘和接触焊盘二者。通常所知的盘中孔(VIP)的这种排布使得能够容易地在衬底表面上布线。但存在着制造困难，即焊料球常常不与焊盘形成牢固的连接。附图说明当参照构成本专利技术公开的一部分的附图阅读时，示例性实施方案的下列详细描述和权利要求，会更清楚上述内容和更好地理解本专利技术。虽然上述和下述的公开集中于公开本专利技术的示例性实施方案，但应该清楚地理解的是，这些描述仅仅是说明性的和示例性的，本专利技术并不局限于此。本专利技术的构思与范围仅仅受所附权利要求条款的限制。下面是附图的简要说明，其中 图1是可用来获得对本专利技术的更透彻理解的示例性
技术介绍
排布；图2是可用来获得对本专利技术的更透彻理解的示例性的有利排布；图3是描述本专利技术的一种示例性有利排布；图4是可用来获得对本专利技术的更透彻理解的示例性
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的排布；图5是描述本专利技术的一种示例性有利排布。具体实施例方式在开始本专利技术的详细描述之前，依次指出下列情况。相似的标号可以被用来表示不同附图中相同的、对应的、或相似的组成部分。而且，在随后的详细描述中，可以给出示例性的尺寸/模型/数值/范围，虽然本专利技术不局限于此。在VIP排布中，通路的孔必须形成在焊盘的中心。此孔减小了BGA焊料球与焊盘本身之间的接触面积。这一减小了的面积也降低了焊料球与焊盘之间的结合强度。这种连接还涉及到其它一些问题。由于不同的材料被用于装置的不同部分，故当温度改变时，不同的热膨胀系数引起不同部分不相同的的运动。这会引起结合破裂或变弱。而且，常常用称为栓塞的材料来填充通路孔。在回流工艺过程中，栓塞材料也被加热，并可能是一种放气源。栓塞放出的气体也可能干扰焊料球与焊盘的结合。已经试图降低此放气。这包括用仅仅覆盖通路末端而不是填充通路的小得多的帽来代替栓塞。但由于封装件和散热片的重量，栓塞的清除有时使焊料球会被压扁。结果，封装件与衬底之间的空间小于所希望的空间。使用标准通路，由于通路焊盘中不存在孔，故避免了许多这种问题。焊料球的压扁程度不如VIP焊盘大。而且，由于通路与之分隔开，故也不存在接触焊盘中的放气。但如上所述，标准通路需要更大的表面积，因而使电极的布线更难以确定。现在注意附图，特别是图1，其中示出了一种VIP排布10。半导体芯片封装件12包括接触焊盘14，焊料球16被固定于接触焊盘14。其上待要连接封装件的衬底18，包括接触焊盘20，焊料球16与接触焊盘20相接触。焊盘22被提供在衬底的反面上。通路24延伸在焊盘20和22之间。栓塞26存在于通路的下部。当此排布被加热时，有时从栓塞26发生放气，引起在焊料球中心形成气泡28。在回流工艺过程中，当焊料被加热时，此气泡可能妨碍焊料形成牢固的连接。当工艺准确地进行时，焊料流到通路中，直至栓塞的顶部，其余的焊料形成焊盘20顶部上的接触。气泡可能使熔化的焊料不完全填充通路，从而留下不均匀的连接，这在机械上可能就不可靠。图2示出了没有栓塞的VIP的另一排布。其一个结果是，焊料球被封装件的重量压扁，减小了封装件与衬底之间的间距。当被加热时，焊料就可能滴漏，引起其它的问题。由于焊料的连结受大量机械应力的支配，故重要的是要机械上牢固。除了热机械应力之外，移动装置引起的振动也可能是破坏性的。这不仅包括制造工艺过程中的运动，还包括封装和运输过程中的运动。于是，当装载此装置的箱子在装车时被掉落时，结合就可能破裂。若结合不牢固或封装件与衬底之间的分离不充分，就可能发生连结断开或短路。这种外加的应力在衬底上是不均匀的。在衬底偏移最大处，出现最大的应力。为了承受这一偏移，本专利技术在最可能出现偏移处采用了更牢固的标准通路。图3示出了本专利技术的示例性实施方案。在此图中示出了二个通路。左边的通路示出了VIP排布，但用帽30来代替栓塞。右边的通路示出了标准排布，其中连结点与通路偏移。由于此连结点位于无孔的实心焊盘上，不会放气，故更能够抗VIP连结中出现的缺陷或应力。由于这种连结具有实心的焊盘，故能够抗回流中由于封装件和热沉的重量而出现的负载，还能够在不熔化时抗热机械和其它应力引起的偏移。本专利技术的原理是尽可能利用VIP焊盘，并在应力最大的区域中利用标准焊盘来提高强度。例如，通常认为问题最大的区域是封装件的外围，特别是各个角落处。于是，本专利技术在有问题的区域采用标准排布，而在所有其它区域采用VIP焊盘。图4示出了VIP情况的标准BGA区域。作为用来接收封装件的32×32焊盘阵列的衬底18具有相似的焊料球排布。各个这些焊盘是VIP焊盘，因而如上所述可能具有弱点。图5示出了一个区域，除了某些焊盘已经被改变成标准排布而不是VIP排布之外，此区域相似于图4所示的区域。由于在应力最大处具有标准焊盘，故在使之无法工作的永久性损坏之前，它们能够承受更大的偏移。在这些最容易损伤处，更少可能出现损伤。图5所示的标准连结出现在4个角落处。依赖于哪个最有效，标准连结的实际排布可以变化。图中最右下角示出了正方形4个位置排布。右上角示出了7个位置，包括角落以及角落各边上的3个其它位置。左上角示出了6个位置，包括角落以及各边上的2个位置，加上最靠近角落的对角线上的位置。于是由6个位置形成一个三角形。左下角包括5个位置，这包括角落、各边上与角落分隔开3个位置的一个位置、以及对角线上的二个位置。于是形成边上具有开口的一个三角形。显然，也可以采用特定位置的其它排布。虽然这些位置通常位于偏移和应力最大的角落处且沿各边，但也能够位于阵列中出现最大应力的任何地方。对于不同的封装件和不同的散热片排布，由于应力将不同地定位，故这些位置可能不同。总之，本说明书中所指“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性实施方案等”，意味着结合实施方案所述的特殊特点、结构、或特性被包括在本专利技术的至少一个实施方案中。这些术语在本说明书各个部分中的出现不一定都指的是同一个实施方案。而且，当结合任何一个实施方案来描述特殊的特点、结构、或特性时，在本
熟练人员看来是结合其它各个实施方案来实行这些特点、结构、或特性。这就总结了各个示例性实施方案的描述。虽然参照其大量示例性实施方案已经描述了本专利技术，但应该理解的是，可以由本
的熟练人员提出本专利技术原理的构思与范围内的各种其它的修正和实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底装置，它包含：具有上表面和下表面的衬底；将所述上表面连接到所述下表面的多个通路；所述上表面上的多个接触焊盘，其中每个通路对应于一个焊盘，包括具有对应通路第一排布的第一组接触焊盘以及具有对应通路第二排布的第二组 接触焊盘；所述第一组接触焊盘被排列在所述衬底上应力最大的位置处，且第二组接触焊盘被排列在其它位置处。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：C麦科米克，R杰塞普，J邓根，D博格斯，D萨托，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]