带有调谐质量阻尼结构的电路板级封装制造技术

电路板级封装包括印刷电路板、安装在印刷电路板上的半导体管芯封装、调谐质量结构、以及安装到印刷电路板并且支撑调谐质量结构的支撑结构。本发明专利技术还提供了一种带有调谐质量阻尼结构的电路板级封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及电路板级封装，并且更具体地涉及的是包括调谐质量阻尼结构的电路板级封装。
技术介绍
集成电路(IC)技术不断进步。这种进步经常包括按比例缩小器件几何形状来实现更低的制造成本、更高的器件集成密度、更高的速度以及更好的性能。相似地，半导体封装变得越来越小并且包括更多高级器件，例如芯片尺寸封装(CSP)的使用。半导体封装的常规使用方式是使用球栅阵列(BGA)技术将封装安装在印刷电路板上。在该方法中，使用与印刷电路板上的金属接触焊盘接合的焊球将半导体封装安装在 印刷电路板上。金属接触焊盘为封装中的芯片提供电源和数据通信。印刷电路板还可以具有其他部件，诸如，电源、散热片、风扇等等。电路板级封装的一种特有的故障模式是焊接接点故障，在此处由于焊料无法与印刷电路板或芯片上的接触焊盘适当地接触而破坏了芯片的电连接。一些焊接接点故障的原因是印刷电路板由于机械冲击而产生挠曲。机械冲击可以由运输或现场使用包括电路板级封装的产品导致。机械冲击的另一原因包括使电路板级封装经受跌落测试的JEDEC测试。例如，在JEDEC标准No. 22-B111中所描述过的这种JEDEC测试。机械冲击可能导致印刷电路板挠曲。如果印刷电路板被视作是x_y平面中的直线的话，那么，该挠曲包括边缘相对于中心自x-y平面中的偏离(通常在小阻尼下)，振动运动。该振动的挠曲可以对处在焊球与接触焊盘接触的位置上的电连接造成损害。现有的将由于挠曲所产生的损害最小化的方案包括使用用于焊球的更大的接触焊盘，使用更薄的芯片封装，以及使用金属支撑。然而，在许多情况下这种常规的方案无法提供充分的损害预防。因此，亟需一种更好的技术，尤其是在JEDEC测试过程中，预防机械冲击的损害。
技术实现思路
本专利技术的一种较宽泛的形式包括一种电路板级封装，包括印刷电路板；半导体管芯封装，安装在印刷电路板上；调谐质量结构；以及支撑结构，安装到印刷电路板，并且支撑调谐质量结构。本专利技术的另一种较宽泛的形式中的形式包括一种封装件，包括电路板，在电路板上安装有一个或多个电子元件；支撑结构，连接到电路板，支撑结构的足迹对应于电路板的足迹；以及阻尼器，通过支撑结构进行支撑，并且被悬挂在与支撑结构中心对应的位置上。本专利技术的又一种较宽泛的形式包括一种用于制造电路板级封装件的工艺，工艺包括在电路板上安装半导体管芯封装件；以及在电路板上安装机械振动阻尼结构，机械振动阻尼结构包括相对于电路板悬挂的有源质量阻尼器，从而使得有源质量阻尼器的机械振动减小电路板的挠曲振动。为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种电路板级封装结构，包括印刷电路板；半导体管芯封装结构，安装在所述印刷电路板上；调谐质量结构；以及支撑结构，安装到所述印刷电路板，并且支撑所述调谐质量结构。在电路板级封装结构中，使用多个焊球将所述半导体管芯封装结构与所述电路板相连接。在电路板级封装结构中，所述支撑结构具有与所述印刷电路板相匹配的形状，并且与所述印刷电路板的边缘相连接。在电路板级封装结构中，通过所述支撑结构悬挂所述调谐质量结构，并且所述调谐质量结构具有运动的自由度，从而在与所述印刷电路板平面垂直的方向上机械地振动。在电路板级封装结构中，所述调谐质量结构包括悬挂在所述支撑结构的四角上的金属重物。 在电路板级封装结构中，使用多个金属带状件将所述金属重物悬挂在所述支撑结构上。在电路板级封装结构中，所述支撑结构和所述印刷电路板占据平行的平面，并且其中，所述调谐质量结构具有接近和远离所述支撑结构和所述印刷电路板的中心运动的自由度。在电路板级封装结构中，进一步包括散热片，连接在所述印刷电路板的与所述支撑结构相对的面上。在电路板级封装结构中，进一步包括散热片，连接在所述印刷电路板的与所述支撑结构相同的面上。根据本专利技术的另一方面，提供了一种封装件，包括电路板，在所述电路板上安装有一个或多个电子元件；支撑结构，连接到所述电路板，所述支撑结构的足迹对应于所述电路板的足迹；以及阻尼器，通过所述支撑结构进行支撑，并且被悬挂在与所述支撑结构中心对应的位置上。在该封装件中，所述支撑结构包括金属框架，所述金属框架的边缘对应于所述电路板的边缘。在该封装件中，进一步包括芯片封装件，使用球栅阵列安装在所述电路板上。在该封装件中，进一步包括散热片，安装在所述电路板上，从而与安装在所述电路板上的芯片封装件热接触。在该封装件中，所述支撑结构包括多个悬挂所述阻尼器的金属带状件。在该封装件中，所述阻尼器包含铜和铝中的一种或多种。根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于制造电路板级封装件的工艺，所述工艺包括将半导体管芯封装件安装至电路板；以及将机械振动阻尼结构安装至所述电路板，所述机械振动阻尼结构包括相对于所述电路板悬挂的有源质量阻尼器，从而使得所述有源质量阻尼器的机械振动减小所述电路板的挠曲振动。在该工艺中，进一步包括将散热片安装到所述印刷电路板。在该工艺中，进一步包括将额外的机械振动阻尼结构安装到所述散热片。在该工艺中，进一步包括通过向所述电路板级封装件施加半正弦机械冲击，对所述电路板级封装件进行跌落测试。在该工艺中，所述跌落测试进一步包括对所述管芯封装件和所述电路板之间的一个或多个电连接件进行故障测试。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图I提供了根据一个实施例的示例性的有源阻尼结构的两个视图；图2A和图2B是在振动运动过程中的有源阻尼结构的视图；图3A和图3B是在静止状态下和在挠曲振动过程中的印刷电路板的视图；图4A和图4B是根据一个实施例的带有阻尼结构的电路板级封装的视图； 图5是计算机模拟曲线图，该曲线图示出了根据一个实施例的由于使用有源阻尼结构而在振动反应中所产生的差别；图6和图7是有源阻尼结构的布置和数量的不同配置的视图；以及图8是根据一个实施例的用于制造和测试电路板级封装的工艺的视图。具体实施例方式应该理解，以下公开提供了多种不同实施例或实例，用于实现本专利技术的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例来简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。另外，出于方便使用术语“顶部”、“底部”、“下方”、“上方”等等，而不意味着将实施例的范围局限在具体方位上。另外，本公开可以在各个实例中重复参考标号和/或字符。这种重复的目的在于简化和清楚，并且其本身不表示所述各个实施例和/或配置之间的关系。各个实施例包括具有安装在印刷电路板的第一面上的半导体管芯的电路板级封装。该印刷电路板还包括安装在印刷电路板第二面上的支撑结构。该支撑结构机械地支撑调谐质量阻尼结构，该调谐质量阻尼结构被设计为具有抵消印刷电路板的挠曲振动的振动。该调谐质量阻尼结构也可以被称作为“有源阻尼结构”。在一个示例性的实施例中，印刷电路板具有使用球栅技术安装在其上的芯片封装。然后，在印刷电路板上设置散热片，以使该散热片处在芯片封装的顶部。散热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路板级封装结构，包括：印刷电路板；半导体管芯封装结构，安装在所述印刷电路板上；调谐质量结构；以及支撑结构，安装到所述印刷电路板，并且支撑所述调谐质量结构。

【技术特征摘要】
2011.05.11 US 13/105,5771.一种电路板级封装结构，包括 印刷电路板； 半导体管芯封装结构，安装在所述印刷电路板上； 调谐质量结构；以及 支撑结构，安装到所述印刷电路板，并且支撑所述调谐质量结构。2.根据权利要求I所述的电路板级封装结构，其中，使用多个焊球将所述半导体管芯封装结构与所述电路板相连接，或者 其中，所述支撑结构具有与所述印刷电路板相匹配的形状，并且与所述印刷电路板的边缘相连接，或者 其中，通过所述支撑结构悬挂所述调谐质量结构，并且所述调谐质量结构具有运动的自由度，从而在与所述印刷电路板平面垂直的方向上机械地振动。3.根据权利要求I所述的电路板级封装结构，其中，所述调谐质量结构包括悬挂在所述支撑结构的四角上的金属重物。4.根据权利要求3所述的电路板级封装结构，其中，使用多个金属带状件将所述金属重物悬挂在所述支撑结构上。5.根据权利要求I所述的电路板级封装结构，其中，所述支撑结构和所述印刷电路板占据平行的平面，并且其中，所述调谐质量结构具有接近和远离所述支撑结构和所述印刷电路板的中心运动的自由度，或者 进一步包括散热片，连接在所述印刷电路板的与所述支撑结构相对的面上，或者 进一步包括散热片，连接在所述印刷电路板的与所述支撑结构相同的面上。6.—种封装件,包括 电路板...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文益，林柏尧，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：