窗形球脚阵列封装基板.pdf

一种窗形球脚阵列封装基板，该基板用以提供芯片中心的具有两排接触垫的芯片的封装。基板中具有一个长方形狭缝，长方形狭缝的四个角落是图弧形导角，该图弧形导角的半径满足设计规范所要求的最小距离，或更小，该设计规范是指狭缝与芯片上接触垫的最小距离。以使得相应的芯片上两排接触垫的基板平面空间得以增加以容置静电防护器件、电容器件。

1.  一种窗形球脚阵列封装基板，其特征在于，该基板具有一个长方形狭缝，该长方形狭缝的四个角落是图弧形导角，该图弧形导角的半径满足设计规范所要求的最小距离或更小，该设计规范是指狭缝与芯片上接触垫的最小距离。

2.  如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述的芯片上两排接触垫的基板平面空间可提供静电防护器件、电容器件的配置。

3.  如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述的狭缝用以提供在基板狭缝两侧金手指和芯片上两排接触垫以钉线连接，所述的两排接触垫位于芯片中心。

4.  如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述的设计规范所规定的包含两排金手指的封装体模子在所述的基板上的最大距离为2mm。

5.  如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述的设计规范所规定的狭缝与芯片上接触垫的最小距离是0.3mm。

6.  如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述的狭缝形成是以钻头形成。

窗形球脚阵列封装基板
技术领域
本发明是关于一种窗形球脚阵列WBGA封装基板的狭缝形状，特别是指一种利用基板上的窗形开口形状改后达到获取待封装芯片中心两排金属接触垫更多空间的一种封装。
背景技术
窗形球脚阵列(WBGA，window ball grid array)特别适用于当芯片的金属接触垫集中于芯片中心的一种封装技术。一典型的窗形球脚阵列，如图1所示，一芯片10中心有两排，每排都有数十个金属接触垫15。基板20有一窗形开口30。窗形开口30的两侧各有一排金手指25，利用钉线(wire bonding)的技术将芯片10上的接触垫15一一以钉线35对应接于基板上的金手指25。基板20上则设置有锡球40，再利用导线迹(conductive trace)(未图示)连接至基板上的金手指25。
钉线完成后，将基板上金手指25、钉线35、狭缝30以模具(未图示)包住，再由注胶口(未图示)注入树脂于其中，而形成一第一封装体50a，包含芯片10及不含锡球的另一面形成第二封装体50。
上述WBGA封装技术对封装工程师而言，都有一个共同的问题：即受到狭缝设计规范的限制的问题。如图2所示的俯视图，基板上有一窗形开口30，窗形开口30是一个长形的狭缝(slot，故以下有时以狭缝30称之，部分地方仍以窗口30称之)。狭缝30的两侧边各有一排为数数十个的金手指25，狭缝30内所的两排接触垫15则是属于待封装的芯片10的。
如图2所示，狭缝30的两个端部都是连接狭缝30两边的一圆弧。第一封装体50a即图1中围住钉线35、金手指25及芯片10上接触垫15的模子8并没有完全把狭缝30包住，而是露出狭缝30部分圆弧所包围的空间，以提供树脂注入口之用。依据设计规范(design rule)模子8的第二内边22和第一内边12的宽度d6最大是2mm。模子8依据设计规范的要求，接触垫15和狭缝30的距离是有限制的，这个距离的最小值是0.3mm。因此，如图1所示，若我们将一整排接触垫15的狭缝30的直边5的距离d7设定满足上述的最小距离0.3mm的限制，则当d7设定为0.3mm时，实际上，狭缝30的圆弧位置上另有点P和接触垫15的距离将小于0.3mm，而违背了设计规范的需求。换言之，点P和接触垫15的距离d1才是真正的最短距离，而不是d7。即d7＞d1。
一旦将d1设计为0.3mm，则再扣除了狭缝30的边5和基板金手指25的每一个的第一端的距离d3的限制(最小距离为0.1mm)，该金手指25长度的限制(最小0.15mm)d4，该金手指25的第二端和模子8第一内边12的距离的限制d5(最小0.15mm)后，我们发现两排接触垫15的距离d2最大就只剩下0.49mm了。0.49mm是一个很小的距离，不足以在两排接触垫中摆放ESD(防静电器件)或任何电容器件。
另外狭小的两排接触垫15的距离由于钉线时焊针和基板的干涉(interference)作用，而导致良率的降低。
设计规范对接触垫15和狭缝30的限制，是为了防止注入树脂时的溢胶的问题。或许，另一策略是将芯片两排接触垫15的最后各一个接触垫15a移除(对应的移除金手指25)，如此，则d7就是接触垫15和狭缝30的最小距离。但实务上，以芯片设计的观点而言，每排接触垫15愈多愈佳，减少每排接触垫的个数，并不被优先考虑。
已知技术虽也有使用长方形的狭缝以避开上述问题，但实用上，在冲床阶段就可能面临在长方形狭缝的边角因应力所致的裂缝的问题。
换言之，就有必要提出一解决方案，以克服以上的问题。
本发明的解决方案是提出一改良的狭缝图案，来解决上述的问题。
发明内容
本发明揭露一种具有狭缝形的窗形球脚阵列封装基板，用以提供芯片中心具有两排接触垫的芯片的封装。依据本发明的设计，基板中具有一个长方形狭缝，长方形狭缝的四个角落是图弧形导角，该图弧形导角的半径满足设计规范所要求的最小距离，该设计规范是指狭缝与芯片上接触垫的最小距离。以使得相应的芯片上两排接触垫的基板平面空间得以增加以容置静电防护器件、电容器件。此外，它的另一好处是增加封装的良率。
附图说明
图1是依据已知技术的WBGA封装的剖面示意图；
图2是依据已知技术的WBGA封装的狭缝形状及关芯片中央接触垫的相关位置示意图，图上并包含相关的设计规范要求；
图3是依据本发明的WBGA封装的狭缝形状及关芯片中央接触垫的相关位置示意图，图上并包含相关的设计规范要求，其中，可以见到两排接触垫之间的距离变大了。
附图标号
5          直边                    8     模子
10         芯片                    20    基板
12         第一内边                15    接触垫
15a        最边缘接触垫            22    第二内边
25         金手指                  30    狭缝
35         钉线                    40    锡球
50a        第一封装体              50    第二封装体
d1、d7     接触垫和狭缝边的最小距离
d2         两排接触垫的距离
d3         金手指和狭缝边最小距离
d4         金手指最小长度
d5    金手指和狭模子一边最小距离
d6    模子宽度
P     狭缝圆弧边和芯片位置交点
具体实施方式
有鉴于WBGA封装的先前技术遭遇的最主要的问题点是狭缝30两端形状的限制。当整排接触垫15的狭缝30的直边5的距离d7满足设计规范的最小距离0.3mm的限制时，实际上，狭缝30的圆弧位置上另有点P和接触垫15的距离将小于0.3mm，而违背了设计规范的需求。而为了使狭缝30的圆弧位置上点P和接触垫15的距离等于0.3mm的最小设计规范时，整排接触垫15的狭缝30的直边5的距离d7就比0.3mm大，这样的结果，相对地就压缩两排接触垫的距离，d2变小了。
因此，本发明将提出一简易的方式达到不违背设计规范的原则下达到芯片中心两排接触垫距离可以增加的好处。
依据本发明的一实施例，如图3所示，窗口的形状是一个长方形狭缝30，狭缝30的四个角是小的圆弧角(导角)。虽然是一个小小的改变，但结果和先前技术相比是很不一样的。
仍请参考图3所示的示意图，接触垫15和狭缝30的边5的距离d1同样也是依据设计规范的最小距离0.3mm。但在图3中，狭缝30只有圆弧导角，圆弧导角的曲率半径设定为0.3mm或更小，即曲率大于0.3mm为半径所绘制的圆弧。结果将使得每排接触垫15和狭缝30的直边5的距离d7与接触垫15和狭缝30圆弧上任一点的距离都一样是0.3mm。
本发明的基板狭缝形状主要应用于以小形钻头，例如狭缝多会选用约60-70％狭缝宽度为直径的小钻头来形成，这种狭缝30不会是细长方形，端部就可以呈如图3所示的曲率大的导角，而不是曲率小的圆弧形(如图2)。利用钻头来形成狭缝要比以冲床使用特殊治具便宜很多。
因此，依据本发明的狭缝30的形状将使得两排接触垫的距离d2得以有较大的空间。经计算后，d2＝0.6mm，相较于先前技术中被压缩空间的d2＝0.49mm。足足增加了22％。当芯片上两排接触垫15的距离变大后，它得到的好处是芯片上两排接触垫15之间可以有更多的容置空间可以设计例如像是ESD(静电放电)防护器件，电容等，此外，还有许多的好处例如增加的空间将使得钉线更不易在注入封装用树脂时被冲塌。依据本发明，不良率少于0.5％。相较依据图2的先前技术，改进甚多。
本发明具有以下优点：
(1)形成狭缝的工具相对于冲床以治具形成，成本可以降低。
(2)本发明的狭缝形状完全可以符合设计规范，且可以争取两排接触垫之间更多的空间以容置ESD器件，电容器件，或其他电子器件，好处多多。
(3)良率提高，依据实际作业结果显示钉线后的封装失败率接近0，最保守估计，不良率少于0.5％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围，凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在上述的权利要求中，例如不同定制化要求的狭缝宽度就有不同，因此，设计规范也会与图3所示的规范有差异，但应用本发明上述实施例的基本精神是不变的，都可以应用狭缝角落使用导角的观念而加以解决，不管冲床(punch)的应力集中所致裂缝或两排接触垫过窄如图2所示的类似问题。