專利名稱：具有焊球和管腳的集成電路附接結構的制作方法
具有焊球和管腳的集成電路附接結構
背景技術：
集成電路典型地使用管腳柵格陣列或焊球陣列安裝到印刷電路板上。管腳柵格陣列更早出現，提供安全的物理的和電的連接。然而，由于管腳延伸通過印刷電路中的孔，因而它們消耗印刷電路板的每層上的區域。焊球陣列結合到頂層上的結合焊盤，保持下面的層完好無損，從而減輕了用于這些下面的層上的導體的布線約束。
圖1為依照本發明實施例的第一集成電路附接結構的示意性組合底視圖和剖視圖。在圖1的底視圖部分中，點線限定了限定IC封裝的底面的象限和角落區的十字和菱形。 這些點線并不代表物理特征。圖2為組裝諸如圖1的集成電路附接結構之類的集成附接結構的方法的流程圖。圖3為依照本發明實施例的第二集成電路附接結構的示意圖。圖4為依照本發明實施例的第三集成電路附接結構的示意圖。圖5為組裝集成附接結構的可替換方法的流程圖。
具體實施例方式本發明的實施例提供了具有焊球和管腳二者的集成電路(IC)封裝。焊球提供IC 封裝與印刷電路板(PCB)之間的大多數物理和電連接，而管腳連接用在IC封裝的角落處。 焊球和管腳的組合使用解決了本發明人發現的問題就它們發生故障(例如由于PCB的撓曲)而言，焊球連接首先在焊球柵格的角落處發生故障。在封裝處使用管腳連接很大程度上消除了這個問題。因此，如圖1中所示，一種IC附接結構APl包括IC封裝組件101和電路板103，該電路板在這種情況下為PCB。IC封裝組件101包括專用集成電路(ASIC) 105和封裝107。 封裝107為具有方形頂面109和方形底面111的長方體。在可替換的實施例中，封裝的頂面和底面限定非方形矩形；其他實施例也提供其他封裝幾何結構。底面111支撐基本上為焊球115的二維方形陣列113的陣列，其中在底面角落125 處筆直管腳121-1M代替焊球。封裝107提供每個球115和管腳121到集成電路105之間的電連接。對于管腳122-1M沒有提供這樣的電連接。在一個可替換的實施例中，封裝提供所有管腳到集成電路的電連接；在另一個實施例中，沒有任何管腳電連接到集成電路。電路板103被示出帶有具有層L11-L14的柔性襯底；可替換的實施例可以具有更多或更少的層。電路板103承載結合焊盤127和導體131-134。封裝107的每個管腳121-124 通過電路板103插入到相應的孔135中并且在那里通過焊料137 (包括嵌條139)被保持在適當的位置。本發明的實施例提供了使用零個、一些或者所有管腳作為電連接。在所示的實施例中，管腳121與第二層L12的導體131電接觸，使得在使用期間，它可以用于在IC 105與電路板103之間傳輸功率或信號。另一方面，沒有這樣的導體接觸管腳122-124，這些管腳因而僅僅用來加強封裝107與電路板103之間的物理連接以便提供用于焊球115與結合焊盤127之間的結合部的應變消除。圖2中繪出了依照本發明實施例的方法MEl的流程圖。在方法段Ml處，形成具有焊球柵格和角落管腳的IC封裝組件。在方法段M2處，將封裝組件附接到電路板。當使用諸如圖1結構之類的結構應用方法MEl時，這可能涉及通過穿過電路板的孔插入筆直的管腳。可以熔化焊球并且然后可以焊接管腳以便形成封裝組件與電路板之間的物理連接和電連接。在方法段M3處，在操作期間，電功率和信號在封裝組件的集成電路與電路板之間被傳輸。取決于實施例，零個、一個、一些或者所有管腳可以用于傳輸功率或信號；未這樣使用的管腳用于物理連接并且不用作電通路。在方法MEl的一種變型中，方法段M2涉及在封裝底面的周界之外將鷗翼型管腳結合到結合焊盤(而在結構APl中，管腳附接到底面111的周界內)。這種方法導致如圖3中所示的IC附接結構AP3。因此，如圖3中所示，IC附接結構AP3包括集成電路封裝組件301和電路板303。 組件301包括集成電路305和封裝307。封裝307具有承載焊球316的方形陣列313的底面311。此外，封裝307在其角落325處承載鷗翼管腳321和322。電路板303具有層L31-L34 ；層L31包括(底面311的)“周界內”結合焊盤焊球以及“周界外”結合焊盤329。焊球315結合到“周界內”結合焊盤327。區鳥翼管腳321和322 結合到“周界外”表面安裝結合焊盤329以便提供用于到結合焊盤327的焊球連接的應變消除。鷗翼管腳321提供在集成電路305與電路板303之間傳輸功率或信號，而鷗翼管腳 322則不然。該實施例的變型可以將零個至所有(例如四個)鷗翼管腳用于集成電路與電路板之間的功率或信號傳輸。另一實施例提供了一種IC附接結構，其中管腳直接地附接到支架而不是直接地附接到封裝。在這種情況下，集成電路附接結構AP4包括IC封裝組件401和電路板403， 如圖4中所示。組件401包括集成電路405、封裝407和支架410。封裝407具有承載焊球 415的整個(沒有角落替換物)方形陣列413的底面411。焊球415結合到電路板403的表面安裝結合焊盤427。支架410的筆直管腳421 延伸通過電路板403的周界外孔435并且焊接在適當位置。在這種情況下，管腳用于應變消除而不是用于功率或數據傳輸。此外，管腳421處于封裝407的底面411的周界之外。支架410的部分緊夾封裝407的頂部表面409，將封裝407保持在適當位置并且實現管腳421與焊球415的適當對齊。大部分封裝頂部409通過支架410暴露以便允許熱輻射或者附接散熱器。圖5為可替換的IC附接方法ME2的流程圖。方法段Sl提供獲得或者形成具有管腳和焊球柵格的IC封裝組件。方法段S2提供將焊球和管腳焊接到電路板。對于所示實施例的這些和其他變型以及修改處于由以下權利要求書限定的本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種集成電路附接結構，包括集成電路；封裝組件，其包括包含所述集成電路的封裝，所述封裝具有底面，所述底面具有角落， 所述封裝在所述面處包括至少主要是焊球的柵格，所述封裝組件在所述角落處包括管腳。
2.如權利要求1所述的集成電路附接結構，其中所述管腳是筆直的管腳。
3.如權利要求2所述的集成電路附接結構，其中所述管腳附接到所述封裝。
4.如權利要求3所述的集成電路封裝，進一步包括具有通孔的電路板，所述筆直的管腳插入且焊接到所述通孔。
5.如權利要求4所述的集成電路封裝，其中所述管腳中的至少一個提供在所述集成電路與所述電路板之間傳輸功率或信號。
6.如權利要求2所述的集成電路附接結構，其中所述筆直的管腳數量正好為四個。
7.如權利要求1所述的集成電路附接結構，其中所述管腳為附接到所述封裝的鷗翼型管腳。
8.如權利要求7所述的集成電路附接結構，進一步包括具有多個層的電路板，所述多個層包括頂層和其他層，所述頂層具有結合焊盤，所述焊球焊接到所述結合焊盤中的至少一些，所述管腳焊接到所述結合焊盤中的其他結合焊盤。
9.如權利要求1所述的集成電路附接結構，其中所述封裝組件也包括用于安裝到所述封裝上的支架，所述支架包括所述管腳。
10.如權利要求7所述的集成電路附接結構，進一步包括電路板，所述電路板具有通孔，所述筆直的管腳插入且焊接到所述通孔，使得所述支架附接到所述封裝。
11.一種集成電路附接方法，包括獲得或者形成具有管腳和焊球柵格的集成電路封裝組件；將所述球和管腳焊接到電路板。
12.如權利要求11所述的集成電路附接方法，進一步包括通過所述管腳中的至少一個在所述集成電路封裝與所述印刷電路板之間傳輸功率或信號。
13.如權利要求11所述的集成電路附接方法，進一步包括通過所述球但不通過所述管腳在所述集成電路封裝與所述印刷電路板之間傳輸功率或信號。
14.如權利要求11所述的集成電路附接方法，其中所述焊接涉及將所述管腳焊接到所述電路板中的孔中。
15.如權利要求11所述的集成電路附接方法，其中所述焊接涉及將所述管腳焊接到所述印刷電路板上的表面安裝焊盤上。
全文摘要
一種集成電路附接結構包括集成電路和封裝組件。該封裝組件包括包含該集成電路的封裝。該封裝在其角落處具有管腳并且在其底面上具有至少主要是焊球的柵格。
文檔編號H01L21/60GK102301469SQ200980155760
公開日2011年12月28日 申請日期2009年1月30日 優先權日2009年1月30日
發明者S. 西爾威斯特 J. 申請人:惠普開發有限公司