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1、(10)申请公布号 CN 102804366 A (43)申请公布日 2012.11.28 CN 102804366 A *CN102804366A* (21)申请号 201180014883.6 (22)申请日 2011.03.01 12/729,882 2010.03.23 US H01L 23/16(2006.01) (71)申请人 阿尔卡特朗讯公司 地址 法国巴黎 (72)发明人 PJ布朗 A尚 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 杨晓光 于静 (54) 发明名称 具有梁的 IC 封装加劲件 (57) 摘要 各种示范性实施例涉及用于集成电路 （IC） 的 加。
2、劲件。 加劲件可以附接到IC并且可以利用平面 部分和一个或多个从平面部分以非零角度突出的 梁部分。可选地， 加劲件可以包括由邻近 IC 的侧 面的梁部分形成的框架。 加劲件可以向IC封装提 供附加刚度以防止 IC 在焊接期间翘曲。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.09.20 (86)PCT申请的申请数据 PCT/IB2011/000782 2011.03.01 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/117726 EN 2011.09.29 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12。
3、)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种用于集成电路 （IC） 的加劲件， 包括 ： 基本上的平面部分 ； 以及 梁部分， 连接到所述平面部分并且以相对于所述平面部分所位于的平面的非零角度突 出。 2. 根据权利要求 1 的加劲件， 其中所述梁部分包括从所述平面部分向上突出的框架部 分并且其中所述加劲件适合于安装到所述 IC， 并且当所述加劲件安装到所述 IC 时所述平 面部分位于所述 IC 的顶部上以及所述梁部分从所述 IC 向上突出。 3. 根据权利要求 1 的加劲件， 其中所述梁部分包括从所述平面部分向下突出的框架并 且其中所述加劲件适。
4、合于安装到所述 IC， 并且当所述加劲件安装到所述 IC 时所述平面部 分位于所述IC的顶部上并且所述梁从平面部分向下突出并且邻近所述IC的周边的至少一 部分。 4.根据权利要求1的加劲件， 其中当所述加劲件安装到所述IC时所述梁部分环绕所述 IC 的周边的至少一部分向下突出并且还包括从所述梁部分向内朝所述 IC 的中心突出并且 在所述 IC 的底部之下的向内突出部分。 5.根据权利要求1的加劲件， 其中当所述加劲件安装到所述IC时所述梁部分包括安装 到所述平面部分的顶表面并且从顶部向上突出的至少一个梁元件。 6. 一种集成电路 （IC） 封装， 包括 ： IC ； 以及 加劲件， 附接于所述。
5、 IC， 包括 ： 基本上的平面部分 ； 以及 梁部分， 连接到所述平面部分并且以相对于所述平面部分所位于的平面的非零角度突 出。 7.根据权利要求6的IC封装， 其中所述梁部分包括从所述平面部分向上突出的框架部 分并且其中所述加劲件适合于安装到所述 IC， 并且当所述加劲件安装到所述 IC 时所述平 面部分位于所述 IC 的顶部上并且所述梁部分从所述 IC 向上突出。 8.根据权利要求6的IC封装， 其中所述梁部分包括从所述平面部分向下突出的框架并 且其中所述加劲件适合于安装到所述 IC， 并且当所述加劲件安装到所述 IC 时所述平面部 分位于所述IC的顶部上并且所述梁从平面部分向下突出并且。
6、邻近所述IC的周边的至少一 部分。 9. 根据权利要求 6 的 IC 封装， 其中当所述加劲件安装到所述 IC 时所述梁部分环绕所 述IC的周边的至少一部分向下突出并且还包括从所述梁部分向内朝所述IC的中心突出并 且在所述 IC 的底部之下的向内突出部分。 10.根据权利要求6的IC封装， 其中当所述加劲件安装到所述IC时所述梁部分包括安 装到所述平面部分的顶表面并且从顶部向上突出的至少一个梁元件。 权 利 要 求 书 CN 102804366 A 2 1/4 页 3 具有梁的 IC 封装加劲件 技术领域 0001 这里公开的各种示范性实施例一般地涉及集成电路 （IC） 和 IC 封装及其制造。
7、的领 域并且涉及面阵列封装领域。 背景技术 0002 具有集成电路 （IC） 的多种多样的半导体芯片在工业上已公知。IC 的一些实例包 括专用集成电路 （ASIC） 和专用标准产品 （ASSP） 。一般地， 随着时间的推移， IC 及其封装变 得越发复杂， 结果是其功率、 速度和 / 或其尺寸增加。还附接具有大量独立焊接到电路板或 者其它基体部件的安装位置的引线的 IC。在一些实例中， 所有这些焊接连接可能在没有被 完整制造时就停止了。如果 IC 不完全平坦， 这种情况就更真实， 因此其通常被安装到平面 安装表面。 0003 翘曲指弯曲或者扭曲或者一般地在整个 IC 封装中平坦度的不足， 特别。
8、是包括由 焊料接点位置形成的平面。在 IC 封装中的平坦度不足会引起各种问题， 例如， 在 IC 封装和 安装表面之间的差的焊料连接、 焊料点的差的接触或者无接触、 不希望的枕状连接或者焊 料连接处的间断接触。在整个封装翘曲的地方会出现平坦度不足， 所以其扭曲或者弯曲或 者其它不平坦。在一些情况下， 期望的平坦度导致很高的容差。例如， 在如 BGA 封装的上下 文中的一些应用中， 期望的最大翘曲容差约为 0.008 英寸。 0004 IC 封装翘曲的问题经常在也称为回流的焊接工艺或相同的任何在加工期间出现。 在较大的封装中， 因为尺寸更大此问题更严重， 并且当焊接温度更高时， 此问题同样更严 。
9、重。最近， 无铅焊料的使用更加普遍并且用在确定的产品类型上。此无铅焊料通常要求比 现有焊料更高的焊接温度， 因此潜在使 IC 封装翘曲恶化。 0005 IC 封装翘曲问题的一种现有解决方法是在 IC 顶部并入平坦加劲件板。加劲件板 具有恒定厚度的基本完全平坦的整个平面部件， 并且当从顶部看时， 加劲件板为周边约为 IC 封装的周边的尺寸的简单的矩形。平面加劲件板的中心区域可以切除。然而， 这些加劲 件平坦板具有缺点， 其本身完全是平坦的并因此具有对源于温度变化或者扭转或弯曲力的 翘曲的有限的抵抗。为了使得平坦板具有足够的刚度以提供对整个 IC 封装中的翘曲的期 望的抵抗， 必须使加劲板具有不期。
10、望的厚度。对于支撑在 IC 顶部的加劲板， 变的太厚是不 希望的， 因为在 IC 的顶部并且增加 IC 的厚度的厚的加劲板， 使得整个组装 IC 封装变厚， 因 此潜在地限制 IC 封装设置选项和 / 或增加在最终的系统组件中的印刷电路卡片与印刷电 路卡片的分离。另外， 增加的加劲件厚度增加了 IC 管芯到盖的间隔， 从而产生了需要用热 界面材料填充的更大的分离， 最终妨碍了从 IC 散热。另外， 因为加劲件完全平坦的截面剖 面， 虽然增加了材料的总体积， 但是不能有效获得刚度的增加， 因此对于最后的 IC 封装增 加了额外的成本和重量。因此， 本技术领域需要可提供改善的性能和 / 或安装可靠。
11、性同时 提供期望的低水平的厚度和 / 或期望的低材料总量的对 IC 封装的加劲。 发明内容 说 明 书 CN 102804366 A 3 2/4 页 4 0006 根据目前对于能够在提供改善的性能同时提供期望的低水平的厚度和 / 或期望 的低材料总量的 IC 封装的加劲的需求， 存在对各种示范性实施例的简单总结。在后面的总 结中可能进行一些简化和省略， 旨在突出并且介绍各种示范性实施例的一些方面， 但是没 有旨在限制本发明的范围。在后面的部分中， 优选示范性实施例的详细描述足以允许本领 域的技术人员制造并且使用本发明的思想。 0007 各种示范性实施例涉及用于集成电路 （IC） 的加劲件或者涉。
12、及包括 IC 和加劲件的 IC 封装， 其中加劲件具有基本上的平面部分 ； 以及连接到平面部分并且相对于所述平面部 分所位于的平面的非零角度突出的梁部分。 0008 一些其它的示范性实施例涉及用于集成电路 （IC） 的加劲件或者涉及包括 IC 和加 劲件的 IC 封装， 其中加劲件形成至少部分地环绕 IC 的周边侧面的框架。 0009 应该明白， 以该方式， 各种示范性实施例能够改善性能和 / 或安装可靠性。更具体 地， 一些实施例利用与通常的平面部分接合的一个或多个梁， 或者形成框架的一个或多个 梁。 附图说明 0010 图 1 是根据第一实施例的具有含有侧梁的加劲件的 IC 封装的侧截面图。
13、。 0011 图 2 是根据第二实施例的具有含有侧梁的加劲件的 IC 封装的侧截面图。 0012 图 3 是图 2 中示出的加劲件的透视图。 0013 图 4 是图 3 中示出的加劲件的细节剖视图。 0014 图 5 是具有侧梁的可选加劲件的细节剖视图。 0015 图 6 是具有侧梁的可选加劲件的细节剖视图。 0016 图 7 是具有侧梁的可选加劲件的细节剖视图。 0017 图 8 是具有侧梁的可选加劲件的细节剖视图。 0018 图 9 是具有顶梁的可选加劲件的透视图。 0019 图 10 是具有作为梁的波纹片的可选加劲件的透视图。 0020 图 11 是具有形成框架包围的梁的另一个实施例的透。
14、视图。 0021 图 12 是具有形成框架包围的梁和形成交叉梁的丝网的实施例的透视图。 具体实施方式 0022 现在参考附图， 其中相似的标号指代相似的部件或步骤， 公开了各种示范性实施 例的多个方面。 0023 许多实施例涉及可以附接于集成电路 （IC） 封装的加劲件， 其中该加劲件包括具有 除了 IC 的顶部平面内的方向之外的方向上的尺寸的结构。如贯穿本文档使用的， 术语 IC （集成电路） 和 IC 封装可交换使用以表示整个部件组件， 其中通常还称为 IC 封装。IC 封装 的实例包括例如 TSOPS、 QFP、 SOIC、 BGA、 CCGA 等等。注意， 上述约 400 个连接， I。
15、C 封装几乎 完全采用面阵列样式封装形式， 其中其本身可以包括各种子类型， 例如柱栅阵列 （CCGA） 、 针 栅阵列 （PGA） 和球栅阵列 （BGA） 。这里描述的加劲件解决方案可应用于包括例如 BGA 的这 样的面阵列器件。 这里使用的术语IC组件指代其中包含或者其上安装加劲件的IC或者IC 封装， 虽然术语 IC 和 IC 封装还可以指代包括具有加劲件的 IC 的部件。 说 明 书 CN 102804366 A 4 3/4 页 5 0024 当这里提及平面时， 参考包括实际上具有顶部和底部平坦表面和一定厚度的平板 的概念， 其中顶部和底部平坦表面技术上沿着平行面排布。 这里的平面包括平。
16、坦的板概念， 虽然其具有一定厚度。在这里描述的一些实施例中， 虽然加劲件可以具有或者不具有相对 平坦的平面部分， 加劲件可以被描述为包含至少一个具有相对于 IC 的顶表面平面的非零 或非平行角度的形状或轮廓。 0025 图 1 是穿过 IC 封装 10 的中心的侧截面图。IC 封装 10 包括通过多个焊料接点 14 附接到诸如印刷电路板的安装位置的 IC 12。IC 封装 10 包括固定到 IC 12 的表面 （在此情 况下， 顶表面） 的加劲件 20。加劲件 20 包括平坦平面部分 22 和延长梁部分 24， 在此情况 中， 梁部分 24 的每一个都是弯曲部分， 该弯曲以垂直于 IC 12 。
17、的顶部平面的 90 度突出， 并 且形成在平坦平面部分 22 的周边向上突出并平行于 IC 12 的侧面的矩形框架。 0026 图 2 是穿过 IC 封装 28 的中心的侧截面图。IC 封装 10 包括通过多个焊料接点 14 附接到诸如印刷电路板的安装位置的 IC 12。IC 封装 28 包括固定到 IC 12 的表面 （在此情 况下， 顶表面） 的加劲件30。 加劲件30包括平坦平面部分32和延长梁部分34， 在此情况中， 梁部分 34 的每一个都是弯曲部分， 该弯曲部分以垂直于 IC 12 的顶部平面的 90 度突出， 并 形成邻近 IC12 的侧边缘表面向下突出的矩形框架。 0027 图。
18、 3 是图 2 中示出的实施例的透视图并且图 4 是图 2 和图 3 中示出的实施例的 细节图。图 2-4 中示出的实施例示出了具有平坦部分 32 和弯曲突出部分的形式的梁部分 34 的加劲件 30。在此实例中， 弯曲突出部分 34 相对于平坦部分 32 的平面垂直突出并且环 绕整个 IC 12 的边缘延伸。然而， 在这里的任意实施例中， 梁的角度不必限于 90 度或者垂 直角， 并且与加劲件的侧面或者边缘， 或者与 IC 的侧面或者边缘相关的梁不必形成连续的 环， 或者在任意或者所有侧面上。同样， 如图 3 所示， 中心孔 42 在加劲件 30 的平坦部分 32 的中心区域中提供开口。孔 4。
19、2 允许降低材料的使用并允许减少用于改善散热的面积。 0028 提供如上述实施例中的与平坦部分组合的梁提供了用于防止翘曲、 扭曲和 / 或弯 曲的大于单独的平坦部分的刚度的刚度。这些几何体形成比平坦板刚度更强的 L- 梁形状。 同样， 在其中突出梁部分环绕IC的外侧向下突出的实施例中， 加劲件可以在具有IC的顶部 上的相对小的高度时提供高刚度， 特别是在图 2-4 的实施例的情况中。 0029 加劲件元件可以通过任意合适的附接方法附接于 IC。合适的附接机制的实例包 括使用合适的粘接剂和 / 或在 IC 的突出边内侧和外侧边缘之间的一定程度的干涉配合 （interference fit） 。加。
20、劲件可以是任意合适的材料， 其实例可以包括金属、 塑料、 陶瓷或 者包括高温塑料的这样材料的高温版本。 0030 图 5 提供了类似于图 4 的细节图， 但是对应于图 1 的实施例。图 6 示出了类似于 图 4 但是包括在 IC 之下延伸的凸缘 36 的可选的剖视图。图 7 示出了具有平坦平面部分 42 的可选的加劲件 40， 其中梁部分 44 首先在一个方向上 （向上） 突出， 然后其自身向后弯曲以 在相反方向 （向下） 上突出并且环绕 IC 的侧面。 0031 加劲件可以是单件结构或者其可以是从许多分立结构组装而成。例如， 图 8 的实 施例示出了通常具有图 2-4 的实施例的配置的具有平。
21、坦平面部分 52 的加劲件 50 的实施 例， 但是其中梁部分是例如通过粘接剂或焊接而附接到平坦区域的分离梁 54。图 9 示出了 具有平坦部分 62 的加劲件 60 的实施例， 并且其中梁元件 64 向上突出并且同样通过例如粘 接剂或焊接而附接。如图 8 和 9 示出的梁元件可以用在这里示出的实施例中其它梁上或者 说 明 书 CN 102804366 A 5 4/4 页 6 除了其它梁之外而附加地使用。加劲件 60 还示出了一个实例， 其中提供中心孔 66 并且同 样被示出的是安装到 IC 12 和焊接位置 14 的顶部上。 0032 图 10 示出了具有梁元件 76 散布其间的顶部和底部平。
22、坦板 72 和 74 的加劲件 70 的实施例。在图 10 示出的实例中， 由单一、 波纹或者波形片形成梁元件 76。除了波纹形状， 还可以使用如蜂巢状的其它复杂梁形状。 同样， 梁元件可以具有如多重交叉倾斜 （multiple cross angled） 波纹层的多层形式。如加劲件 70 所示的实施例还装有中心孔 78， 并且被描 述为用料铅 14 安装在 IC 12 的顶部上。 0033 关于梁， 在此说明书中梁部分和 / 或梁元件可互换。同样这样的梁可以具有多种 多样的截面部分， 包括例如 L 梁、 C 梁、 W 梁、 I 梁并且可以结合构架 （trusses） 以及还可以 具有在其中形。
23、成以减少它们的质量的缓解 （relief） 区域。同样， 关于平坦平面部分或者平 板， 在这里的详细描述部分中可以互换， 并且这样的平坦部分或者板可以包括非平坦区域， 并且可以具有在它们中形成以减少它们的质量的缓解区域。 不同的实施例可以具有彼此整 合的梁和 / 或平坦部分或者作为分离件通过任意方法附接， 如， 例如接合、 粘结剂、 焊接或 者机械附接。 0034 图 11 示出了根本没有利用平坦平面的加劲件 80 的实施例， 但是包括有形成矩形 框架的梁构成的周边加劲件框架 82， 当安装到 IC 时该梁环绕 IC 的周边， 但是没有在 IC 的 顶部表面上延伸。图 12 示出了类似于图 1。
24、1 的实施例 84， 但是除了垂直框架之外具有形成 跨越在周边框架梁的顶侧面之间的交叉构件的薄网对 86。丝网 84 具有相对低的高度并且 因此支撑在 IC 的顶部， 但是仅向最终的 IC 封装增加它们的相对低的高度。 0035 在具有平坦部分的实施例中， 平坦部分不必覆盖整个 IC， 并且除了图 3 示出的具 有中心切除的实例外， 平坦部分可以仅覆盖 IC 的一侧或者拐角或者其它被选择的区域。另 外， 突出部分不必沿着 IC 的整个周边突出。因此， 突出部分可以在 IC 的一侧、 两侧、 三侧或 者所有的四个侧面延伸。 对于存在突出部分的任意侧面， 突出部分不必沿着整个侧面延伸， 而是可以采。
25、取仅在 IC 的一部分上向下突出的一个或更多突出部分的形式。 0036 虽然具体地参考确定的实例及其方面详细描述了各种示范性实施例， 但是应该明 白本发明可以是其它实施例并且其细节可以在各种明显方面修改。 如本领域的技术人员可 以容易地明白， 只要保持在本发明的精神和范围内， 可以进行变化和修改。 因此， 前述公开、 描述以及附图仅用于说明目的并且没有以任何方法限制仅通过权利要求限定的本发明。 说 明 书 CN 102804366 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102804366 A 7 2/3 页 8 图 6 图 7 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 102804366 A 8 3/3 页 9 图 10 图 11 图 12 说 明 书 附 图 CN 102804366 A 9 。