專利名稱：具有可變厚度模制罩的電子封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及電子封裝，且更明確地說，涉及具有可變厚度模制罩的電子封裝。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今的電子封裝中，許多封裝被制作為材料的復(fù)合物。換句話說，封裝包含各種材料的組合，這些材料層疊在一起以形成最終產(chǎn)品。在制造、組裝以及操作期間，每種材料的溫度變化可能會(huì)在其中產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，這是由于每種材料的機(jī)械性質(zhì)不同而造成的。舉例來說，形成電子封裝的每種材料可能具有不同的熱膨脹系數(shù)，且材料之間的熱失配可能會(huì)造成破裂、翹曲等。在制作電子封裝時(shí)，翹曲會(huì)給設(shè)計(jì)帶來很大問題。設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)包含表面安裝技術(shù)的良率問題、焊球間距縮減的能力、焊球應(yīng)力，以及板級(jí)可靠性。繼續(xù)在努力減少和/或消除電子封裝中的翹曲。然而，這些努力大部分是集中于在條帶級(jí)(即，在對(duì)封裝進(jìn)行切割或切塊使之成為單片化單式封裝之前)減少翹曲。盡管做了這些努力，但在常規(guī)電子封裝中仍存在翹曲的問題。因此，將希望開發(fā)出可經(jīng)設(shè)計(jì)以補(bǔ)償翹曲的電子封裝，以及制造所述封裝的方法。明確地說，將希望減少翹曲對(duì)單片化單式電子封裝造成的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考以下詳細(xì)描述以及附圖。在示范性實(shí)施例中，單片化單式電子封裝具有厚度可變的模制罩。所述模制罩可包含異型表面。在本實(shí)施例的一個(gè)形式中，所述模制罩可具有隆凸設(shè)計(jì)。在其另一形式中，所述模制罩可具有凹陷設(shè)計(jì)?；蛘撸瞿Ｖ普挚删哂新⊥乖O(shè)計(jì)以及凹陷設(shè)計(jì)。另外，模制罩的表面輪廓補(bǔ)償了翹曲。在另一實(shí)施例中，提供一種減少電子封裝的單元翹曲的方法，所述電子封裝具有襯底。所述方法包含將具有多個(gè)高度的包覆模放置到電子封裝上，以及將模制化合物施加到電子封裝的襯底與包覆模之間。所述方法進(jìn)一步包含允許模制化合物形成具有多個(gè)厚度的模制罩。所述方法還可包含改變模制罩的厚度。模制罩的厚度可在其中央或邊緣附近發(fā)生變化。所述方法可進(jìn)一步包含基于封裝內(nèi)的下伏組件來改變模制材料的厚度。封裝的勁度也可改變。在不同的實(shí)施例中，提供一種用于制作單片化單式電子封裝的方法，所述電子封裝的單元翹曲減少。所述方法包含提供電子封裝以及用模制材料將所述封裝圍封。形成模制材料的表面輪廓以補(bǔ)償單元翹曲。將電子封裝分離成多個(gè)單片化單式封裝。在本實(shí)施例的一個(gè)形式中，所述方法包含改變模制材料的厚度。在其另一形式中，所述方法包含改變封裝的勁度。所形成的表面輪廓可以是隆凸或凹陷?；蛘撸龇椒砂诜庋b內(nèi)的下伏組件來改變模制材料的厚度。上述實(shí)施例有利于減少翹曲對(duì)單片化單式電子封裝造成的影響。大多數(shù)的常規(guī)電子封裝在設(shè)法減少條帶級(jí)處的翹曲，但無法減少個(gè)別封裝的翹曲。本發(fā)明能夠通過設(shè)計(jì)出模制罩以將單片化單式電子封裝囊封起來而補(bǔ)償翹曲。模制罩的設(shè)計(jì)是基于封裝中的下伏組件來補(bǔ)償單元翹曲。所述設(shè)計(jì)能適應(yīng)各種封裝，因此與常規(guī)封裝相比能更好地用來減少翹曲的影響。


圖1是常規(guī)電子封裝的橫截面圖；圖2是具有可變厚度模制罩的單片化單式電子封裝的橫截面圖；圖3是受凸起式翹曲影響的電子封裝的示意圖；圖4是受凹入式翹曲影響的電子封裝的示意圖；圖5是隆凸形模制罩的立體圖；圖6是凹陷形模制罩的立體圖；圖7是隆凸形與凹陷形的組合式模制罩的立體圖；以及圖8是展示了示范性無線通信系統(tǒng)的框圖，在所述無線通信系統(tǒng)中使用具有可變厚度模制罩的電子封裝可為有利的。
具體實(shí)施例方式參看圖1，展示了常規(guī)電子封裝100。常規(guī)封裝100包含襯底102、第一裸片104，以及第二裸片106。第一裸片104是通過多個(gè)焊球或凸塊108而附接到襯底102。第二裸片106則是通過打線結(jié)合110而附接到襯底102。另外，常規(guī)封裝100包含將第一裸片104和第二裸片106圍封的模制化合物112。模制化合物112形成囊封物，或模制罩114。如所示，常規(guī)模制罩114形成有統(tǒng)一的厚度(即，從襯底102起到模制罩114的頂部所測量到的厚度)。由于包含模制罩114的封裝100是由不同材料形成的，因此翹曲以及其它內(nèi)部應(yīng)力可能會(huì)消極地影響常規(guī)封裝100，以及其安裝到(例如)印刷電路板(PCB)或其它封裝上的能力。在圖2中，展示了電子封裝200的示范性實(shí)施例，用于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。與圖1的常規(guī)封裝100類似，圖2中的封裝200也包含襯底202、第一裸片204，以及第二裸片206。第一裸片204可(例如)通過多個(gè)微凸塊208而耦合到襯底202。同樣地，第二裸片206可通過打線結(jié)合210而耦合到襯底202。第一裸片204和第二裸片206在封裝200中的存在是示范性的，且其它電子封裝可包含額外的或不同的組件。封裝200也可包含模制化合物212 (即，模制罩)，所述模制化合物大體上圍封第一裸片204和第二裸片206。在封裝200的制作和組裝期間，通過將“包覆?！狈胖玫椒庋b200上且將模制化合物212施配到封裝襯底202與“包覆模”之間以大體上圍封封裝200來形成模制罩212。模制化合物212可減少或防止?jié)駳庖约捌渌廴疚镉绊懛庋b200的功能性以及可靠性。與常規(guī)封裝不同，圖2中的封裝200的模制罩可被設(shè)計(jì)成具有可變的厚度。參看圖2，例如，模制罩可經(jīng)形成以包含不同部分。在第一部分214中，模制罩的厚度可較小，而在第二部分216中，模制罩的厚度可較大。在第三部分218中，模制罩的厚度可大于第一部分214的厚度，但小于第二部分216的厚度。在其它實(shí)施例中，模制罩可具有多個(gè)厚度不同的部分。模制罩的每一部分的厚度可經(jīng)設(shè)計(jì)以對(duì)被預(yù)測會(huì)在封裝的所述特定位置發(fā)生的翹曲進(jìn)行補(bǔ)償。參看圖2，第一裸片204和第二裸片206可使封裝200翹曲。為了補(bǔ)償由第一裸片204造成的翹曲，形成模制罩的第一部分214，從而界定空穴、凹陷或低陷。空穴的深度(例如)可經(jīng)設(shè)計(jì)以補(bǔ)償預(yù)定量的翹曲。預(yù)先確定封裝可能經(jīng)歷的翹曲量的能力可通過在制作封裝之前對(duì)原型建模并進(jìn)行測試來實(shí)現(xiàn)。在圖2中，模制罩還經(jīng)設(shè)計(jì)以補(bǔ)償由第二裸片206造成的翹曲。在本實(shí)施例中，模制罩的第二部分216的厚度增加(例如，隆凸形)。第二部分216的高度或厚度增加的量經(jīng)設(shè)計(jì)以補(bǔ)償預(yù)定量的翹曲。對(duì)原型電子封裝建模并進(jìn)行測試以確定封裝如何翹曲以及翹曲的量。轉(zhuǎn)向圖3，提供附接有多個(gè)焊球302的裸片300。如所示，裸片300可按凸起方式翹曲(即，“正向”翹曲)，使得裸片300中部附近的焊球302與封裝襯底(未圖示)分開。相反地，在圖4中，提供附接有多個(gè)焊球402的類似裸片400。在本實(shí)施例中，裸片400可按凹入方式翹曲(即，“逆向”翹曲)。因而，裸片400的每一端附近的焊球402可與封裝襯底(未圖示)分開。參看圖5，展示了用于補(bǔ)償“正向”翹曲或“逆向翹曲”的示范性實(shí)施例。在本實(shí)施例中，電子封裝500包含模制罩502，所述模制罩大體上覆蓋或圍封下伏組件506 (例如，裸片、襯底、另一封裝等)。模制罩502可由基于環(huán)氧樹脂的材料或其它已知的模制化合物材料形成。在圖5中，模制罩502包含隆凸形設(shè)計(jì)504(即，封裝中央附近的厚度增加)。模制罩502的厚度增加可使封裝的勁度增加，由此克服或抵擋封裝的這個(gè)位置中發(fā)生的內(nèi)部應(yīng)力。裸片(例如)可位于封裝500中央附近且被模制罩502覆蓋或圍封。通過建模以及其它測試，可確定裸片將會(huì)使封裝500在其中央附近發(fā)生翹曲。因此，模制罩502可經(jīng)設(shè)計(jì)以在封裝500中央具有增加的厚度504，從而增加封裝500的勁度并補(bǔ)償可能發(fā)生的翹曲。另外，這種設(shè)計(jì)既可補(bǔ)償“正向”翹曲，也可補(bǔ)償“逆向”翹曲。參看圖6，提供電子封裝600的另一實(shí)施例。電子封裝600可包含模制罩602，所述模制罩大體上覆蓋或圍封下伏組件606 (例如，裸片、襯底等)。模制罩602可由基于環(huán)氧樹脂的材料或其它已知的模制化合物材料形成。在圖6的實(shí)施例中，模制罩602包含凹陷形或低陷設(shè)計(jì)604 (即，封裝中央附近的厚度減小)。模制罩602中央附近的厚度減小可有利于封裝600的勁度沿著其外邊緣而增加。這種設(shè)計(jì)既可補(bǔ)償“正向”翹曲，也可補(bǔ)償“逆向”翹曲。如上所述，模制罩設(shè)計(jì)是依據(jù)封裝中下伏組件的位置來進(jìn)行。封裝可包含多個(gè)裸片和/或其它組件。每一裸片或組件可使封裝發(fā)生翹曲，且通過對(duì)原型封裝建模并進(jìn)行測試，可制造出一種電子封裝并對(duì)其進(jìn)行組裝，這種電子封裝具有異型的或厚度可變的模制罩以補(bǔ)償翹曲。示范性封裝700(例如)展示于圖7中。電子封裝700可包含多個(gè)下伏組件708，例如裸片。封裝700被設(shè)計(jì)有異型或厚度可變的模制罩702，以補(bǔ)償由下伏組件708造成的翹曲。在本實(shí)施例中，模制罩702包含一對(duì)隆凸形部分704以及一個(gè)凹陷形部分706。在其它實(shí)施例中，封裝700可包含一個(gè)或一個(gè)以上的隆凸形部分704和/或凹陷形部分706。模制罩702的厚度增加或減小的位置取決于封裝700中的下伏組件708的位置。通過給封裝700設(shè)計(jì)有可變厚度模制罩702，可大體上減少或消除封裝700的凈翹曲。因而，封裝700保持大體上平坦(S卩，不翹曲)，且可耦合到(例如)印刷電路板底座或另一襯底而不會(huì)因?yàn)槁N曲而與其分開。圖7的封裝的另一優(yōu)點(diǎn)是不需要額外的材料或組裝步驟便可制作和組裝所述封裝。在常規(guī)封裝中使用模制化合物來保護(hù)封裝以及其組件使之免遭濕氣以及其它環(huán)境污染物的影響。通過使模制化合物的厚度沿著其外表面改變，模制罩還可用來保護(hù)封裝使之免于翅曲。另外，制作和組裝封裝所需的相同的制造和組裝步驟中有許多保持相同。模制化合物是在條帶級(jí)施加到封裝的，例如，在對(duì)封裝的條帶進(jìn)行切割或切塊使之成為單片化單式封裝之前。因此，對(duì)于制造和組裝常規(guī)封裝來說，處理步驟是類似或相同的。上述實(shí)施例的另一優(yōu)點(diǎn)是在單元級(jí)減少或防止翹曲的能力。如上所述，大多數(shù)的常規(guī)封裝經(jīng)設(shè)計(jì)及制作以克服條帶級(jí)處的翹曲。由于電子封裝在載帶或條帶上制作時(shí)可能會(huì)翹曲，因此大多數(shù)先前的解決方案一直都集中于控制條帶級(jí)處的翹曲。雖然這很重要，但電子封裝在被切割或切塊成為單片化單式封裝之后也可能會(huì)翹曲。上述實(shí)施例可補(bǔ)償單元級(jí)處的翹曲，且因此克服與常規(guī)封裝相關(guān)聯(lián)的許多缺點(diǎn)。圖8展示了示范性無線通信系統(tǒng)800，在所述無線通信系統(tǒng)中可有利地采用具有可變厚度模制罩的電子封裝的實(shí)施例。為進(jìn)行說明，圖8展示了三個(gè)遠(yuǎn)程單元820、830和850，以及兩個(gè)基站840。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，典型的無線通信系統(tǒng)可具有更多的遠(yuǎn)程單元以及基站。任一個(gè)遠(yuǎn)程單元820、830和850以及基站840都可包含例如本文所揭示的具有可變厚度模制罩的電子封裝。圖8展示了從基站840到遠(yuǎn)程單元820、830和850的前向鏈路信號(hào)880，以及從遠(yuǎn)程單元820、830和850到基站840的反向鏈路信號(hào)890。在圖8中，遠(yuǎn)程單元820被展示為移動(dòng)電話，遠(yuǎn)程單元830被展示為便攜式計(jì)算機(jī)，且遠(yuǎn)程單元850被展示為在無線本地環(huán)路系統(tǒng)中的固定位置遠(yuǎn)程單元。舉例來說，遠(yuǎn)程單元可為手機(jī)、手持式個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)單元、例如個(gè)人數(shù)據(jù)助理等便攜式數(shù)據(jù)單元，或例如儀表讀取設(shè)備等固定位置數(shù)據(jù)單元。雖然圖8說明了某些示范性遠(yuǎn)程單元，這些示范性遠(yuǎn)程單元可包含如本文所揭示的具有可變厚度模制罩的電子封裝，但所述封裝不限于所說明的這些示范性單元。實(shí)施例可適當(dāng)?shù)赜迷谌魏坞娮友b置中，在這些電子裝置中具有可變厚度模制罩的電子封裝是所希望的。雖然上文已揭示了并入了本發(fā)明的原理的示范性實(shí)施例，但本發(fā)明不限于所揭示的實(shí)施例。而是，本申請(qǐng)案既定涵蓋使用本發(fā)明的一般原理的本發(fā)明的任何變體、使用或修改。另外，本申請(qǐng)案既定涵蓋與本發(fā)明有所偏差的內(nèi)容，只要它們是在本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的已知或慣常做法的范圍內(nèi)且屬于所附權(quán)利要求書的限制范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單片化單式電子封裝，其包括厚度可變的模制罩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述模制罩包含異型表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述模制罩包含低陷部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述模制罩包含隆起部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述模制罩包含隆凸和凹陷設(shè)計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述模制罩的表面輪廓對(duì)翹曲進(jìn)行補(bǔ)償。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其并入到選自由以下各項(xiàng)組成的群組的裝置中:音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)據(jù)助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元，以及計(jì)算機(jī)。
8.一種減少具有襯底的電子封裝的單元翹曲的方法，所述方法包括: 將具有多個(gè)高度的包覆模放置到所述電子封裝上； 將模制化合物施加到所述電子封裝的所述襯底與所述包覆模之間；以及 允許所述模制化合物形成具有多個(gè)厚度的模制罩。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包括改變所述模制罩的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括使所述模制罩中央附近的厚度厚于所述模制罩邊緣附近的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方 法，其進(jìn)一步包括使所述模制罩邊緣附近的厚度厚于所述模制罩中央附近的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包含基于所述封裝內(nèi)的下伏組件來改變所述模制材料的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包括改變所述封裝的勁度。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其并入到選自由以下各項(xiàng)組成的群組的裝置中:音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)據(jù)助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元，以及計(jì)算機(jī)。
15.一種制作單元翹曲減少的單片化單式電子封裝的方法，所述方法包括: 提供電子封裝； 用模制材料將所述電子封裝圍封； 形成所述模制材料的表面輪廓以補(bǔ)償單元翹曲；以及 將所述電子封裝分離成多個(gè)單片化單式封裝。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述多個(gè)單片化單式封裝中的一者的中央或邊緣附近增加所述模制材料的厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述所形成的表面輪廓包含隆凸或凹陷形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包括改變所述封裝的勁度。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進(jìn)一步包含基于所述封裝內(nèi)的下伏組件來改變所述模制材料的厚度。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其并入到選自由以下各項(xiàng)組成的群組的裝置中:音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)據(jù)助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元，以及計(jì)算機(jī)。
21.一種形成單片化單式電子封裝的方法，其包括:提供電子封裝； 用模制材料將所述電子封裝圍封； 用于補(bǔ)償單元翹曲的步驟；以及 將所述電子封裝分離成多個(gè)單片化單式封裝。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其進(jìn)一步包括改變所述封裝的勁度。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其進(jìn)一步包含基于所述封裝內(nèi)的下伏組件來改變所述模制材料的厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其并入到選自由以下各項(xiàng)組成的群組的裝置中:音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)據(jù)助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元，以及計(jì)算機(jī)。
全文摘要
一種具有改善的翹曲補(bǔ)償?shù)碾娮臃庋b。所述電子封裝包含厚度可變的模制罩。可變的厚度可具有隆凸或凹陷設(shè)計(jì)。在另一實(shí)施例中，提供一種方法，用于通過設(shè)計(jì)模制罩的構(gòu)形以補(bǔ)償翹曲來減少電子封裝的單元翹曲。
文檔編號(hào)H01L23/31GK103098202SQ201180043606
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者維卡·拉馬杜斯, 戈帕爾·C·杰哈, 克里斯托弗·J·希利 申請(qǐng)人:高通股份有限公司