專利名稱：熱方面增強的部件基片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及從管芯焊盤排散熱能(熱量)。更具體的，本發(fā)明涉及熱方面增強的基片，其降低了電路封裝的熱阻，且將散熱和導(dǎo)電性集成到特殊的管腳。
背景技術(shù)：
為了更加有效地使用印刷線路板(PWB)和印刷電路板(PCB)上的區(qū)域，半導(dǎo)體芯片制造商已經(jīng)從諸如針柵陣列(“PGA”)和周邊引線的方平封裝(“QFP”)之類的較大的、更加麻煩的互連技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楦〉慕M件，諸如球柵陣列(“BGA”)。使用BGA技術(shù)，半導(dǎo)體芯片通常使用焊接連接來互連到它們的支撐基片。然而，焊接柱通常設(shè)計為相對短，以維持焊接結(jié)構(gòu)的完整性，其降低了彈性特性，導(dǎo)致由于芯片的熱膨脹系數(shù)(“CTE”)相對于支撐基片的CTE之間的差異從而使得對焊接破裂的敏感性增加。這樣，當芯片在使用期間變熱時，芯片和基片都膨脹；當去除了熱量時，芯片和基片都收縮。芯片CTE和基片CTE之間的差別會導(dǎo)致災(zāi)難性的變形。
因此，排散由集成電路(IC)的工作產(chǎn)生的熱量的能力是電子行業(yè)的主要的設(shè)計關(guān)心點。這被強調(diào)了，因為近年來在IC器件上的電路的密度已經(jīng)相當大地增加了，且這些高密度的電路的可靠性和性能受熱環(huán)境的影響。此外，尺寸考慮要求增加數(shù)量的電子封裝安裝到很小的空間中，其也大大地增加了有效地排散來自IC封裝的熱量的需要。由于半導(dǎo)體芯片的部件繼續(xù)減小尺寸，封裝到給定區(qū)域中芯片的數(shù)量將更大，且由每個這些芯片排散的熱量將對上述的熱不匹配問題產(chǎn)生更大的影響。
此外，IC器件日益用于高功率應(yīng)用。雖然很多早期的IC芯片在幾瓦以下工作，但是IC正在被設(shè)計為大約在10瓦工作，其極大地增加了發(fā)熱，以及有效地散熱的需要。
在一些傳統(tǒng)的半導(dǎo)體封裝中，由通常安裝在基片的管芯焊盤上的半導(dǎo)體芯片或者集成電路(IC)產(chǎn)生的熱量通過兩個途徑放出。第一個途徑是通過封裝的外部連接端子，第二個途徑是通過封裝的表面。為了更加有效地散熱，散熱器可以接附到封裝件上。在包括通過用塑料樹脂模制半導(dǎo)體芯片形成的封裝樹脂的球柵陣列(BGA)封裝中，散熱器可以直接接附到封裝的封裝樹脂上。這樣，從芯片產(chǎn)生的熱量經(jīng)由封裝件傳導(dǎo)到散熱器，且通過對流排散到外部。
解決散熱問題的其它方法包括在管芯區(qū)域下增加額外的熱球。然而，該方法要求修改封裝設(shè)計，和可能的布線改變，以及PWB或者PCB設(shè)計的可能修改。另一個方法是修改封裝類型和/或減小所需的功率。由于這些方法要求改變主要的設(shè)計，所以它們是不令人滿意的。
Bourdelaise等人在美國專利No.5027191中公開了一種使用具有焊盤柵格陣列的腔在下面(cavitydown)芯片的芯片座組件。在芯片座內(nèi)的IC芯片靠著與芯片接附到PWB相對的表面安裝，這樣來自IC芯片的熱量沿著較短通道出現(xiàn)到散熱器，以允許更大的傳熱率。由于通常在IC芯片的頂部表面上要求的，以允許結(jié)合線從芯片延伸到圍繞芯片的連接焊盤的小間隙，所以傳熱率的改進仍然相當有限。在IC芯片和用作散熱器的平的熱焊盤之間的小間隙極大地降低了傳熱率。
Huang等人在美國專利No.6525942中公開了一種散熱球柵陣列(BGA)封裝。該散熱BGA封裝包括多個形成在由芯片覆蓋的區(qū)域中的基片的下面上的第一熱球焊盤。BGA封裝還包括在第一熱球焊盤外部的多個第二熱球焊盤或者散熱環(huán)。在第二熱球焊盤或者散熱環(huán)外部形成多個信號球焊盤。第二熱球焊盤或者散熱環(huán)通過傳導(dǎo)線連接到第一熱球焊盤。多個第一熱球接附到各自的第一熱球焊盤，且信號球接附到各自的信號球焊盤。第一熱球和信號球與印刷電路板上的相應(yīng)觸點接觸。多個第二熱球接附到各自的第二熱球焊盤或者散熱環(huán)的表面。Huang公開的散熱是有限的，因為管芯焊盤只通過這些通路將熱能傳導(dǎo)到第一和第二熱球。
Chao等人在美國專利No.6483187中公開了一種熱擴散基片，其包括金屬熱擴散器，其具有帶有適于支撐管芯的腔的表面。該表面還包括設(shè)置在腔外圍的地環(huán)、圍繞地環(huán)的外圍的基片支撐表面、設(shè)置在基片支撐表面的外圍的多個地焊盤，以及設(shè)置在基片支撐表面上且從其突出的多個地焊盤?；€具有多個通孔、多個安裝焊盤和多個球焊盤。Chao公開了在金屬熱擴散器的一個表面上執(zhí)行厚度降低過程，以減小該表面上的該區(qū)域部分的厚度。通過沖壓過程，或者通過多重光刻和半蝕刻來實現(xiàn)厚度減小過程。改變熱擴散器的厚度來散熱的一個缺點在于，其要求特殊的制造步驟來生產(chǎn)需要的熱擴散器形狀。
由于上述的限制和困難，在IC封裝技術(shù)的領(lǐng)域中仍然需要解決這些困難和限制。尤其是，該領(lǐng)域中需要為高功率IC提供改進的散熱，同時增加封裝件的集成性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)這些教示的優(yōu)選實施例，克服了前述的和其它問題，且實現(xiàn)了其它優(yōu)點。
因此，本發(fā)明的一個實施例涉及集成電路封裝件及其制造方法。該封裝件包括基片材料和管芯焊盤區(qū)域，該管芯焊盤區(qū)域具有適于安裝集成電路的尺寸。多個導(dǎo)熱和導(dǎo)電的球焊盤設(shè)置在基片材料的第一表面上位于管芯焊盤區(qū)域外部，且多個通路設(shè)置在相關(guān)的球焊盤上。這些通路提供從基片材料的第一表面到基片材料的第二表面的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。多個導(dǎo)電和導(dǎo)熱的突出部從管芯焊盤區(qū)域向外輻射，這樣每個突出部覆蓋一個相關(guān)的球焊盤，且每個突出部通過一個或者多個通路使熱能從基片材料的第一表面?zhèn)鲗?dǎo)到基片材料的第二表面，以及還將電信號傳導(dǎo)到相關(guān)的球焊盤。
本發(fā)明的另一個實施例涉及集成電路封裝件以及上述的方法，以及還包括設(shè)置在基片材料的第二表面或者底部表面上且在管芯焊盤區(qū)域外部的多個熱球。一個或者多個熱球與相關(guān)的通路熱接觸，且熱球傳導(dǎo)電信號。
本發(fā)明還有一個實施例涉及集成電路封裝件和如上述的方法，其還包括印刷線路板，基片安裝在該印刷線路板上。熱能通過熱球從管芯焊盤區(qū)域排散到印刷線路板。


當結(jié)合附圖閱讀時，這些教義的前述的和其它方面在下面的優(yōu)選實施例的詳細描述更加明顯，其中圖1示出了安裝在印刷電路板上的IC封裝；圖2從焊球側(cè)示出了傳統(tǒng)的基片；圖3從上部側(cè)示出了傳統(tǒng)的基片；圖4從焊球側(cè)示出了根據(jù)本發(fā)明的基片；圖5從上部側(cè)示出了根據(jù)本發(fā)明的基片；
圖6示出了從管芯焊盤到PWB的傳熱通道的側(cè)視圖；圖7示出了本發(fā)明的熱球在傳熱通道下面的側(cè)視圖；以及圖8-13示出了本發(fā)明的在管芯焊盤區(qū)域中的典型的傳導(dǎo)層結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
對于集成電路封裝和MCM部件，本發(fā)明解決了以下的需要，即，通過將熱和電功能集成到相同的管腳中且擴展封裝的熱有效區(qū)域從而使得從管芯到印刷電路板(PCB)的熱阻最小化。本發(fā)明在需要從管芯到焊球的增強的熱通道的應(yīng)用中特別有用，尤其是在管芯(die)和焊球之間不重疊的應(yīng)用中特別有用，例如，在BGA(球柵陣列)封裝件中沒有中心焊球的外圍管腳(例如，Tessera uBGA、STLF-和TFBGA等)。
本發(fā)明將熱和電功能集成到相同的管腳中。尤其是，與管芯不重疊的I/O管腳可以通過使用管腳和管芯下面之間的諸如銅之類的導(dǎo)熱元件熱連接到管芯。管腳可以在管芯下面，或者其可以是外圍管腳。中心熱球也可以具有電學(xué)功能。這樣，本發(fā)明的一個特征在于信號通道可以用于散熱，即，導(dǎo)熱。
通過使用多個從管芯區(qū)域延伸的傳導(dǎo)元件或者突出部，管芯的小區(qū)域可以擴展，這樣，導(dǎo)熱區(qū)域變得更寬，且降低了封裝件的整體熱阻。傳導(dǎo)元件的形狀和尺寸是設(shè)計選擇的因素。傳導(dǎo)元件或者突出部的特殊尺寸是具體應(yīng)用的函數(shù)，且受諸如電路參數(shù)、部件材料和環(huán)境之類的因素的影響。
本發(fā)明的一些優(yōu)點包括封裝件具有更好的熱性能；更便宜和更小的封裝尺寸，由于不需要額外的熱球；更容易布線和在PWB(印刷線路板)中更寬的線/空間，其降低了PWB的成本；沒有增加制造工作或者材料的成本；降低了管芯收縮的熱效果；封裝件的熱阻減??；增加的封裝件功率；增加的封裝件可靠性；當管芯收縮時，不需要改變封裝件；不需要PWB重新設(shè)計；較小的熱敏感性；牢固的組裝；以及較低的總體成本。
在本發(fā)明中，當形成基片的銅表面時，導(dǎo)熱元件集成在部件中。通過使管芯區(qū)域下面的信號焊盤/布線延伸到焊球焊盤來產(chǎn)生熱通道。熱通路將熱量直接傳導(dǎo)到焊球和PWB。本發(fā)明可以與單層和/或多層基片一起使用。
環(huán)氧涂層/阻焊涂層可以用來隔離管芯和信號之間的電接觸。
圖1示出了IC(集成電路)封裝件10，其包括基片102和IC芯片106。IC封裝件10通常通過互連件118(a)...(n)從而安裝在PCB或者PWB120上，其中n是與IC封裝件10的設(shè)計相稱的任何合適的數(shù)字。
IC芯片106通常通過適于將IC芯片106粘附到基片102的管芯焊盤區(qū)域的環(huán)氧樹脂或者樹脂從而安裝在基片102上。優(yōu)選的是，用于將芯片106粘附到基片102的材料具有可接受的導(dǎo)熱特性。導(dǎo)線108(a)...(n)(其中n是任何合適的數(shù)字)將IC芯片106的部分電連接到選定的一個焊球焊盤114(a)...(n)上，其中n是任何合適的數(shù)字。焊球可以安裝在相應(yīng)的焊球焊盤上，以將導(dǎo)線108電連接到另一個位置?；?02具有第一表面102(a)(面向芯片的表面)和第二表面102(b)(面向PWB的表面)。
圖2從焊球側(cè)或者面向PWB的表面102(b)示出了傳統(tǒng)的基片的視圖20?；?02具有安裝在表面102(b)上的管芯焊盤區(qū)域123。焊球焊盤114(a)...(n)，總體為114，支撐相關(guān)的導(dǎo)熱焊球142(a)，該焊球排散熱能。相應(yīng)的通路、通孔或者孔126(a)通過為熱能提供穿過基片材料102的通道來促進熱能(熱量)的排散。該發(fā)明的一個實施例為，每個焊球焊盤114可以具有相應(yīng)的焊球和通路，或者焊球焊盤在其上可以沒有焊球。如圖2所示，管芯焊盤123通過熱絕緣材料146與焊球焊盤114熱絕緣，從而與焊球142熱絕緣。這種設(shè)計降低了去除由安裝在管芯焊盤區(qū)域123上的IC芯片產(chǎn)生的熱能(熱量)的效率。
圖3從面向芯片側(cè)示出了傳統(tǒng)的基片102的視圖30。基片102具有上表面102(a)，其上安裝有管芯焊盤區(qū)域122。其中還示出了焊球焊盤115和電路線144。通路、通孔或者孔126使得熱能可以傳導(dǎo)通過基片102。
圖4從焊球側(cè)示出了根據(jù)本發(fā)明的基片的視圖40?；?02具有面向PWB的表面102(b)，其具有第一區(qū)域133和第二區(qū)域135。第一區(qū)域133包括管芯焊盤區(qū)域123和第一組導(dǎo)熱元件111(a)...(n)，其中n是任何數(shù)字。管芯焊盤區(qū)域123適于在其上支撐IC芯片。第一組導(dǎo)熱元件(總體為111)可以是例如焊球焊盤或者金屬表面區(qū)域。導(dǎo)熱元件111適于連接到焊球，用于散熱或者信號傳送?？梢宰鳛楹盖蚝副P或者金屬表面區(qū)域的第一焊球焊盤111和第二導(dǎo)熱元件113(a)...(n)可以設(shè)置在面向PWB的表面102(b)上，其中n是任何合適的數(shù)字。
可以使用焊接掩模來使得焊球焊盤表面暴露，或者焊球焊盤111、113可以通過化學(xué)沉積、蝕刻、沖壓或者其它技術(shù)來沉積在表面102(b)上。第一焊球焊盤111位于管芯焊盤區(qū)域123附近，其表示為區(qū)域133，且第二焊球焊盤113(a)...(n)(總體為113)位于進一步遠離管芯焊盤區(qū)域處，在由135表示的區(qū)域中。通常，沒有示出的焊球安裝在球焊盤111、113的表面上。
管芯焊盤安裝區(qū)域123設(shè)置在表面102(b)的第一區(qū)域133中。諸如銅之類的導(dǎo)熱和導(dǎo)電材料設(shè)置在基片上。導(dǎo)熱和導(dǎo)電材料包括導(dǎo)體或者指狀部或花瓣狀部125(a)...(n)，其中n是任何合適的數(shù)字，其從管芯焊盤區(qū)域延伸或者輻射，以包括選定的導(dǎo)熱元件或者焊球焊盤。選定的導(dǎo)熱元件通常是第一導(dǎo)熱元件111。每個導(dǎo)熱和導(dǎo)電材料的花瓣狀部或者指狀部通常與第一組導(dǎo)熱元件中的特定一個相關(guān)聯(lián)(即，花瓣狀部125(a)接觸導(dǎo)熱元件111(a)，花瓣狀部125(b)接觸導(dǎo)熱元件111(b)等)。
導(dǎo)熱和導(dǎo)電材料125通常通過蝕刻、沖壓、光致抗蝕劑、化學(xué)汽相沉積或者其它技術(shù)形成。通常，多個第一焊球焊盤111與導(dǎo)體125接觸，這里將導(dǎo)體125描述為指狀部、花瓣狀部和延伸部。這樣，導(dǎo)熱花瓣狀部125為熱能提供通道，以便熱量從管芯焊盤區(qū)域123排散到焊球焊盤111。雖然傳導(dǎo)指狀部125(a)接觸相應(yīng)的導(dǎo)熱元件111(a)，傳導(dǎo)指狀部125(b)接觸導(dǎo)熱元件111(b)是本發(fā)明的一個實施例，但是對于花瓣狀部125，使用其它設(shè)計和形狀以便經(jīng)過基片102排散熱量也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點在于，電信號通道也用作導(dǎo)熱通道，以便將熱能從管芯焊盤區(qū)域排散或者傳送到基片和/或PWB。
導(dǎo)熱花瓣狀部125的尺寸通常是封裝件結(jié)構(gòu)的函數(shù)，且可以具有多種形狀。導(dǎo)熱花瓣狀部125可以向外擴開，并且在焊球焊盤111附近比在管芯焊盤區(qū)域的中心處更寬。
焊球可以用于與印刷電路板上的觸點連接，從而形成電連接或者導(dǎo)熱接點。焊球通常由包括鉛-錫合金或者銅或者基于銅的合金的材料制成。第一熱球可以接附到相應(yīng)的第一熱球焊盤上，這里也稱為導(dǎo)熱元件或者球焊盤111，并接附到印刷電路板上的相應(yīng)的觸點上。除了將由管芯焊盤區(qū)域123上的芯片產(chǎn)生的熱量傳遞離開管芯焊盤區(qū)域到達印刷電路板之外，焊球還形成印刷電路板和IC芯片之間的電連接，其用作接地連接或者功率點連接。信號球也可以接附到球焊盤111上和印刷電路板上的相應(yīng)的觸點上，從而形成用于信號傳送的電連接，該信號諸如輸入/輸出信號。
通路或者通孔128(a)...(n)設(shè)置在導(dǎo)體或者花瓣狀部125上，且提供通道，以便熱能和電流通過基片102，其中n是任何合適的數(shù)字。通常，每個通路128與相應(yīng)的花瓣狀部相關(guān)聯(lián)(即，花瓣狀部125(a)具有通路128(a)等)。表示為130(a)...(n)的另外的或者第二通路或者通孔設(shè)置在基片102的第二區(qū)域135上。通常，每個第二通路130與第二組導(dǎo)熱元件或者球焊盤113中的相應(yīng)的一個相關(guān)聯(lián)(即，傳導(dǎo)元件113(a)具有通路130(a)等)。球焊盤113與球焊盤111相區(qū)別，這是因為球焊盤111與傳導(dǎo)突出部相關(guān)聯(lián)，而球焊盤113不與傳導(dǎo)突出部相關(guān)聯(lián)。
絕緣部件141(a)...(n)使花瓣狀部125相互電絕緣和熱絕緣，其中n是任何合適的數(shù)字。絕緣材料141可以通過掩模層諸如光致抗蝕劑或者將絕緣材料沉積在基片材料的期望的區(qū)域上的其它沉積技術(shù)來施加。中心設(shè)置的熱球138可以定位在管芯焊盤區(qū)域123上，以分別為熱能(熱量)和電流提供熱通道和傳導(dǎo)通道。
圖5從頂部側(cè)示出了根據(jù)本發(fā)明的基片102的視圖50。表面102(a)具有管芯焊盤區(qū)域122，其具有指狀部或者花瓣狀部或者導(dǎo)體124(a)...(n)(總體為124)從管芯焊盤區(qū)域122輻射開，以便每個指狀部或者花瓣狀部124接觸第一組導(dǎo)熱元件110(a)...(n)中的相應(yīng)的一個，(這里也稱為焊球焊盤、熱球焊盤或者熱焊盤)。(在圖5中顯示的管芯焊盤區(qū)域122是在表面102(a)上的管芯焊盤，且尺寸上類似于如圖4所示的表面102(b)的管芯焊盤區(qū)域123。此外，在圖5中顯示的花瓣狀部124可以具有類似于在圖4中顯示的花瓣狀部125的尺寸。)花瓣狀部124強化了從管芯焊盤區(qū)域122到焊球焊盤110的散熱。
第二組導(dǎo)熱元件(這里也稱為焊球焊盤、球焊盤、熱球焊盤或者熱球)112(a)...(n)位于第二區(qū)域134中，其在第一區(qū)域132外部。導(dǎo)熱元件112可以用來支撐用于導(dǎo)熱或者導(dǎo)電的焊球。其中也示出了用于傳導(dǎo)電流的電路線或者圖案線144?；?02通常具有層壓的絕緣層。絕緣層可以由玻璃環(huán)氧樹脂(FR-4、FR-5)、雙馬來酰亞胺-三嗪(BT)或者環(huán)氧樹脂形成。圖案線層可以通過沉積諸如銅、鎳、銀、鎳鈀合金或者它們的合金之類的傳導(dǎo)材料來形成?；蛘?，圖案線層可以根據(jù)設(shè)計因素來通過諸如光刻、蝕刻、鍍或者其它化學(xué)工藝之類的技術(shù)來形成。
絕緣材料形成花瓣狀部或者指狀部124之間的絕緣區(qū)域140(a)...(n)，從而使得花瓣狀部124相互熱絕緣和電絕緣。尤其是，如圖5所示，絕緣指狀部140(a)使導(dǎo)體124(a)與導(dǎo)體124(b)隔離，絕緣指狀部140(b)使導(dǎo)體124(b)與導(dǎo)體124(c)隔離等。
通路或者通孔130(a)...(n)也在圖5中顯示。這些通路130從表面102(a)延伸到表面102(b)，如圖4所示。
圖6示出了從管芯焊盤到PWB的傳熱通道的側(cè)視圖60。基片602具有下部表面或者第二表面602(b)。芯片606通過粘合劑603安裝在管芯焊盤區(qū)域623上。粘合劑603可以是例如膠、環(huán)氧樹脂、樹脂或者任何合適的粘合材料，其將芯片606粘合到管芯焊盤區(qū)域623上?；ミB件608(a)和608(b)顯示為導(dǎo)線，然而，可以使用其它連接裝置來將芯片606的區(qū)域分別連接到熱焊盤上或者焊球焊盤611(a)和611(b)上。通路626(a)...(n)提供從相關(guān)的焊盤611到通常設(shè)置在下部表面602(b)上的熱球643(a)...(n)之一的熱和電通道，其中n是任何合適的數(shù)字。焊球643(a)...(n)通過使用相關(guān)的粘合部位或者焊盤631(a)...(n)來安裝在PWB629上。通常顯示為625的導(dǎo)熱突出部提供從管芯焊盤區(qū)域623到焊盤611的熱和電路徑。
圖7示出了從管芯焊盤區(qū)域623到PWB629的傳熱通道的側(cè)視圖70。圖7類似于圖6，然而，圖7示出了位于管芯焊盤區(qū)域623下面的額外的熱球653(a)和653(b)。相關(guān)的通路627(a)和627(b)提供從管芯焊盤區(qū)域623到熱球653的熱傳遞通道。盡管只顯示了兩個熱球653(a)和653(b)及其相關(guān)的通路627(a)和627(b)，但是可以使用任何合適的數(shù)量的熱球。在圖7中顯示的其它元件已經(jīng)參考圖6描述。圖7示出了基片上的在管芯焊盤區(qū)域下面的區(qū)域。
圖8-13以在管芯焊盤區(qū)域中的典型的傳導(dǎo)層結(jié)構(gòu)來示出了本發(fā)明。這些傳導(dǎo)層結(jié)構(gòu)是本發(fā)明的替代的實施例。傳導(dǎo)材料和絕緣材料之間的關(guān)系是設(shè)計和應(yīng)用要求的函數(shù)。
圖8示出了視圖80，其包括具有管芯焊盤區(qū)域833和第二區(qū)域835的基片802，該第二區(qū)域835在管芯焊盤區(qū)域833之外。第一熱焊盤，或者焊球焊盤，或者傳導(dǎo)元件，總體為811，與花瓣狀部或者突出部或者指狀部825(a)...(n)熱和電接觸。花瓣狀部或者指狀部，總體為825，由絕緣材料841(a)...(n)相互分開。絕緣隔離物842使傳導(dǎo)材料826的內(nèi)部部分與外部部分指狀部或者花瓣狀部825隔離。第二熱焊盤通常顯示為813。這些熱焊盤在第二區(qū)域835中，且不與花瓣狀部825接觸。
圖9示出了本發(fā)明的視圖90。圖9示出了傳導(dǎo)突出部或者花瓣狀部825，其包括部分825(a)...(n)。還有位于管芯焊盤區(qū)域中的傳導(dǎo)部分826。傳導(dǎo)部分826由絕緣材料842分離。絕緣材料841和842產(chǎn)生傳導(dǎo)材料825和826的部分的期望的結(jié)構(gòu)。還示出了熱焊盤811和813，以及分別示出了第一和第二區(qū)域833和835。
圖10-13分別示出了傳導(dǎo)花瓣狀部或者指狀部825和內(nèi)部部分826以及絕緣材料841和842的替代的結(jié)構(gòu)1000、1100、1200和1300。其它元件已經(jīng)參考圖8和9描述。
雖然已經(jīng)根據(jù)“芯片在上面”的結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明，但是在“倒裝芯片”或者芯片在下面的結(jié)構(gòu)中利用散熱技術(shù)也是本發(fā)明的實施例。此外，該芯片可以由環(huán)氧樹脂或者樹脂封裝。
雖然本文中描述了IC封裝，但是應(yīng)該理解，這些教義在需要散熱的其它類型的封裝中也具有適用性。此外，應(yīng)該認識到，上述的教示是典型的，且不應(yīng)該解釋為對本發(fā)明的實行的限制。
權(quán)利要求
1.一種集成電路封裝件，其包括具有第一表面和第二表面的基片材料；管芯焊盤區(qū)域，其具有適于在其上安裝集成電路的尺寸；設(shè)置在基片材料的第一表面上位于管芯焊盤區(qū)域外部的多個導(dǎo)熱和導(dǎo)電的信號元件，多個通路，一個或者多個該通路連接到相關(guān)的信號元件上，該一個或者多個通路提供從該基片材料的該第一表面到該基片材料的該第二表面的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性；以及多個導(dǎo)電和導(dǎo)熱的突出部，其從該管芯焊盤區(qū)域向外輻射，每個突出部連接到相關(guān)的信號元件上，其中，多個該突出部中的每一個將熱能從該管芯焊盤區(qū)域傳導(dǎo)到多個信號元件中的至少一個。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，其還包括設(shè)置在該基片材料的第二表面上且在該管芯焊盤區(qū)域外部的多個信號球，一個或者多個信號球與多個通路中的相關(guān)一個通路熱接觸，且一個或者多個信號球適于傳導(dǎo)熱能。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于多個通路中的選定的通路位于該管芯焊盤區(qū)域的外部。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，其還包括印刷線路板，其中，該基片安裝在該印刷線路板上，熱能通過信號球從管芯焊盤區(qū)域排散到印刷線路板。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，其還包括設(shè)置在管芯焊盤區(qū)域上的集成電路。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，其還包括設(shè)置在管芯焊盤區(qū)域上位于一位置處的中心導(dǎo)熱元件。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于該中心導(dǎo)熱元件適于傳導(dǎo)電流。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于多個所述突出部相互電絕緣。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于多個所述突出部包括導(dǎo)熱和導(dǎo)電材料。
10.一種用于從管芯焊盤排散熱能的方法，其包括的步驟為提供具有第一表面和第二表面的基片材料；提供管芯焊盤區(qū)域，其具有適于在其上安裝集成電路的尺寸；提供設(shè)置在該基片材料的該第一表面上位于該管芯焊盤區(qū)域外部的多個導(dǎo)熱和導(dǎo)電的信號元件，提供多個通路，一個或者多個通路設(shè)置在相關(guān)的信號元件上，該一個或者多個通路提供從該基片材料的該第一表面到該基片材料的該第二表面的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性；提供多個導(dǎo)電和導(dǎo)熱的突出部，其從該管芯焊盤區(qū)域向外輻射，每個突出部覆蓋相關(guān)的信號元件；使用傳導(dǎo)突出部從管芯焊盤區(qū)域?qū)崮苻D(zhuǎn)移到多個信號元件的至少一個；以及通過多個所述傳導(dǎo)突出部中的至少一些將電流傳送到相關(guān)的信號元件。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，其還包括提供設(shè)置在該基片材料的第二表面上且在該管芯焊盤區(qū)域外部的多個信號球，一個或者多個信號球與多個通路中的相關(guān)一個熱接觸，且一個或者多個信號球適于傳導(dǎo)熱能。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于選定的通路位于管芯焊盤區(qū)域的外部。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，其還包括提供印刷線路板，將該基片安裝在該印刷線路板上，以便熱能通過信號球從該管芯焊盤區(qū)域排散到該印刷線路板。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，其還包括將集成電路安裝在管芯焊盤區(qū)域上。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，其還包括在管芯焊盤區(qū)域上位于一位置處提供導(dǎo)熱元件。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，其還包括通過該導(dǎo)熱元件傳送電流。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，其還包括使多個所述突出部相互電絕緣。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，其還包括由導(dǎo)熱和導(dǎo)電的材料制造多個所述突出部。
全文摘要
一種IC(集成電路)封裝件，其使用導(dǎo)熱和導(dǎo)電的突出部來排散熱能。IC封裝件包括具有管芯焊盤區(qū)域的基片材料，該管芯焊盤區(qū)域適于支撐集成電路。多個焊球焊盤設(shè)置在基片材料的第一表面上，且多個傳導(dǎo)突出部從管芯焊盤區(qū)域向外輻射，且延伸以便覆蓋相應(yīng)的選定的焊球焊盤，以有助于熱能從管芯焊盤區(qū)域排散到基片和/或印刷線路板。
文檔編號H01L23/498GK1574308SQ20041004931
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者J·T·努爾米寧 申請人:諾基亞有限公司