專利名稱：將集成電路封裝體固定于電路板上的方法
技術領域：
本發明是提供一種集成電路封裝體，尤指一種將集成電路封裝體固定于電路板上的方法。
背景技術：
集成電路通常是內建于一以陶瓷或復合材料制成的封裝體，所述封裝體可用來保護集成電路免受機械、電、及熱等的破壞。所述封裝體包括多個連接點，其上附有焊錫球或釘針，其可使集成電路晶片得以電連接于一電路板上，同時并使所述封裝體得以機械性的方式固定于所述電路板上。所述焊錫球或釘針的功用在于提供電連接及機械式連接。
圖1為現有內含一集成電路晶片16(顯示于圖2)的集成電路封裝體10的仰視圖。封裝體10的底部表層上設有多個排列成格子狀陣列的焊錫球12，其用來將封裝體10固定于一電路板上。
請參考圖2，圖2為現有將集成電路封裝體10固定于一電路板14后所產生的電子元件組18的側視圖。內含集成電路晶片16的集成電路封裝體10是利用多個焊錫球12固定于電路板14上。在制造的過程中，焊錫球12將融解于封裝體10及電路板14之間形成兩者間的電連接及機械式連接。
焊錫球12會被由熱感應機械性負荷或直接機械性負荷電子元件組18所產生的壓力破壞。舉例來說，封裝體10和電路板14的熱膨脹系數通常不同，當電子元件組18被加熱或冷卻時，因為電路板14和封裝體10是以不同的速率膨脹或收縮，因此焊錫球12就會受到很大的壓力。此外，電路板14于制造、填裝及測試過程時會被外力所擠壓而變形。然而，因為集成電路封裝體10的剛性明顯高于電路板14的剛性，致使焊錫球12承受了很高的壓力造成機械性崩潰。然而在機械性負荷的情形下，存在于焊錫球12中的主要壓力可能不足以造成立即性的崩潰，但循環的機械性或熱負荷則會造成疲勞性崩潰。
請參考圖3，圖3為電子元件組18由于電路板14及封裝體10不同的熱收縮反應而沿一軸線彎曲的示意圖。舉例來說，此情形是由于電子元件組18由高于其周圍的溫度冷卻時，造成所述電路板14對封裝體10收縮的更劇烈。當電子元件組18冷卻時，位于焊錫球12a及12b兩列之間的焊錫球因所受到的張力過大而破裂。在焊錫球機械性的崩潰后，集成電路封裝體10不再有效地電連接于電路板14上，再者，若電路板14上的機械性負荷由于某種原因一直未被松開，封裝體10就有可能會完全地由電路板14上分離。
現有以焊錫球將集成電路封裝體以機械式的方式連接至電路板的方法容易導致機械性崩潰。當電路板及封裝體承受機械性負荷或熱感應式機械性負荷時，焊錫球將會機械性的崩潰。
發明內容
因此本發明的主要目的在于提供一種將一集成電路封裝體固定于一電路板上的方法，以使其間的機械性連接強度得以增加以解決上述的問題。
本發明的用來將一集成電路封裝體固定于一電路板上的方法，其中所述集成電路封裝體包括多個電連接點以內限于一周界的方式排列，所述方法包括將所述集成電路封裝體置放于所述電路板上，以使所述集成電路封裝體的主要表面鄰接于所述電路板的一主要表面、透過所述多個電連接點將所述集成電路封裝體電連接至所述電路板、以及設置至少一錨狀物，其以機械性的方式將所述集成電路封裝體固定于所述電路板上。其中所述錨狀物并不在所述集成電路封裝體與所述電路板之間提供任何電連接功能。
圖1為一現有集成電路封裝體的仰視圖。
圖2為一現有方法的側視圖，說明將如圖1所示的集成電路封裝體固定于一電路板上。
圖3為如圖2所示的組合沿一軸線彎曲的側視圖。
圖4為本發明的透視圖，說明將一集成電路封裝體固定于一電路板上。
圖5為如圖4所示的集成電路封裝體的仰視圖。
圖6為如圖4所示的組合的側視圖。
圖7為如圖4所示的組合沿一軸線彎曲的側圖。
圖8為本發明第二實施例的側視圖。
圖9為本發明第三實施例的側視圖。
圖10為本發明第四實施例的仰視圖。
圖式的符號說明10 集成電路封裝體 12 多個焊錫球12a 焊錫球 12b 焊錫球14 電路板 16 集成電路晶片18 電子元件組 20 集成電路封裝體22 電路板 24 電子元件組26 集成電路晶片28 錨狀釘針30 焊錫球 32 區域34 多個剩余的焊錫球36 焊錫帶具體實施方式
本發明于第一實施例中是以四根釘針來加強一集成電路封裝體及一電路板之間的機械性固定強度。而在另外的三個實施例中是以導線及焊錫做為加強固定的裝置。本發明所公開的方法可用于許多現代集成電路封裝體的固定系統中。
圖4為利用第一實施例的方法將內含一集成電路晶片26的集成電路封裝體20固定于一電路板22上以組合出一電子元件組24的立體圖。封裝體20先于所述電路板22上排成直線，接著封裝體20透過多個焊錫球30(顯示于圖5)電連接于所述電路板22。封裝體20另利用一組四個錨狀釘針28以機械式的固定于電路板22上。于電子元件組24被組合出來時，錨狀釘針28也同時由產生作為電連接之用的焊錫球30的同一裝置所產生。釘針28提供封裝體20加強的機械式固定于電路板22上。
請參考圖5，圖5為集成電路封裝體20的仰視圖，圖5中顯示多個焊錫球30是以格子狀陣列的排列方式設置于封裝體20的下層表面以將封裝體20電連接至電路板22。每一個錨狀釘針28是設置于封裝體20的角落。在實際應用上，錨狀釘針28剛好符合封裝體20所形成的洞，但是錨狀釘針28也可很輕易的直接融于封裝體20的底部以達到相同的固定功效。錨狀釘針28安置于封裝體20的四個角落位于由最外層的焊錫球30所圍成的周界之外，以這樣的排列確保錨狀釘針28可以支撐任何加諸于封裝體20或電路板22上的負荷。或者，錨狀釘針28可以與焊錫球30混合排列，但是不建議這樣的排列，因為焊錫球30通常聚集相當地靠近。本發明并不受限于圖5中所示的焊錫球30的排列方式。再者，焊錫球30可以為釘針或其他可用來提供封裝體20及電路板22之間的電連接的裝置。
錨狀釘針28確切的直徑、長度及材料決定于焊錫球30的精確的排列位置及其使用的材料以及其他的設計參數。然而，錨狀釘針28并不提供集成電路封裝體20及電路板22之間的電連接。此處所述的優選實施例，錨狀釘針28的直徑約等于多個焊錫球30的平均直徑，其材料比焊錫球30的材料有著更高的耐壓及韌度。
請參考圖6，圖6顯示電子元件組24的側視圖，圖6中所示的錨狀釘針28是貫穿于集成電路封裝體20及電路板22中。在優選實施例中，每一個釘針28在封裝體20端具有一斜狀的頭而于電路板22端則具有一不可移去式的扁平緊固物。如前面所提到的，釘針28確切的形狀、大小及末端連接決定于設計時考慮到的所有必要因素。基本上，釘針28被設計為將封裝體20固定于電路板22上。
圖6也顯示多個焊錫球30提供集成電路封裝體20電連接于電路板22，此連接法為現有的技術。
若電子元件組24受到熱感應機械式負荷或直接機械式負荷，此兩者可能如前面現有技術中所詳述的同時且循環地發生，電子元件組24可能會沿一軸線彎曲，如圖7所示。一般來說，電子元件組24可能會沿許多的軸線彎曲，但為了清楚起見，僅標示一軸線在此優選實施例的敘述中。沿多軸線彎曲的情形可用熟知的重疊原理(superposition)來達成。由于不同的膨脹系數，若電子元件組24經歷了熱感應機械式負荷，或由于不同的韌度，若電子元件組24經歷了直接機械式負荷，電路板22明顯地比集成電路封裝體20更彎曲。不管是何種情形的彎曲，焊錫球30及錨狀釘針28皆受到一張力的負荷。錨狀釘針28的機械特性使其能提供大部分原應由焊錫球30所提供的負荷。注意電路板22由錨狀釘針28所維持的區域32用來符合封裝體20的形狀。如此一來，沒有任何的焊錫球30會承受一大到足以造成立即性或疲勞性的崩潰的壓力。
本發明方法的第二實施例如圖8所示，圖8為集成電路封裝體20及電路板22的側視圖。封裝體20是以多個金屬帶32固定于電路板22上，金屬帶32沿集成電路封裝體20上最外層的焊錫球30所圍成的周界外的四個角。金屬帶32融解于封裝體20及電路板22的四邊上，并且金屬帶32也由產生作為電連接之用的焊錫球30的同一裝置于制作焊錫球30的同時所產生。值得注意的是金屬帶32并不提供任何的電連接于封裝體20及電路板22之間。金屬帶32的確切的數量、尺寸、布置及材料決定于相關的設計參數，例如預期的制造或操作的溫度范圍及外部的負荷。
本發明方法的第三實施例如圖9所示，圖9為集成電路封裝體20及電路板22的側視圖。封裝體20以多個剩余的焊錫球34固定于電路板22上。焊錫球34設置于所述集成電路封裝體20的四個角落。這些以機械式的方式將集成電路封裝體20固定于電路板22的焊錫球34是融解于封裝體20的底層及電路板22上，并且由制造作為電連接之用的焊錫球30的裝置于制作焊錫球30的同時被制作。如前述實施例相似，剩余的焊錫球34并不提供任何的電連接于封裝體20及電路板22之間。剩余的焊錫球34的確切的數量、尺寸、布置及材料決定于相關的設計參數，例如預期的制造或操作的溫度范圍及外部的負荷。
本發明的第四實施例如圖10所示，圖10為集成電路封裝體20的仰視圖。為清楚起見，電路板22并未顯示于圖10中。一連續的焊錫帶36是沿集成電路封裝體20的周界置放用來以機械式的方式將封裝體20連接至電路板22。焊錫帶36是由制造作為電連接之用的焊錫球30的裝置于制作焊錫球30的同時被制作。焊錫帶36并不提供任何的電連接于封裝體20及電路板之間。連續的焊錫帶36的確切的數量、尺寸、布置及材料決定于相關的設計參數，例如預期的制造或操作的溫度范圍及外部的負荷。或者，焊錫帶36不需要是連續的，其也可能分為一段一段的。
總之，如所述用來將集成電路封裝體固定至電路板上的方法提供一加強的機械式連接。相較于先前技術，本發明的錨狀物充分的分攤熱感應或直接機械負荷，而兩者可能同時且循環的發生，防止焊錫球受到過大的壓力而破裂。此加強韌度的封裝體固定法將減少焊錫球機械性的崩潰。
以上所述僅為本發明的優選實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種用來將一集成電路封裝體(integrated circuit package)固定于一電路板上的方法，所述集成電路封裝體包括多個電連接點，所述多個電連接點是以內限于一周界的排列方式被設置于所述集成電路封裝體的主要表面上，所述方法包括有將所述集成電路封裝體放置于所述電路板上，以使所述集成電路封裝體的主要表面鄰接于所述電路板的一主要表面；透過所述多個電連接點將所述集成電路封裝體電連接至所述電路板；以及設置至少一錨狀物，其以機械性的方式將所述集成電路封裝體固定于所述電路板上；其中所述錨狀物并不在所述集成電路封裝體與所述電路板之間提供任何電連接的功能。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述錨狀物是被設置于所述周界以外的位置。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述集成電路封裝體的主要表面的形狀為矩形，而所述多個電連接點的排列方式為格子狀陣列。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述錨狀物是被設置于所述集成電路封裝體的主要表面的四個角落。
5.如權利要求3所述的方法，其中所述錨狀物是沿著所述集成電路封裝體的主要表面的四個邊做設置。
6.如權利要求3所述的方法，其中所述錨狀物是被設置于所述集成電路封裝體的邊緣。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述錨狀物為一釘針(pin)。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述錨狀物為一金屬帶(metal strap)。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述錨狀物為一未接任何訊號的焊錫球(solder ball)。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述錨狀物為一細長的焊料。
11.如權利要求1所述的方法，其中所述透過所述多個電連接點將所述集成電路封裝體電連接至所述電路板步驟，與所述設置至少一錨狀物，其以機械性的方式將所述集成電路封裝體固定于所述電路板上步驟，是同時且被相同的裝置所完成。
12.如權利要求1所述的方法，其中所述電連接點為焊錫球。
13.如權利要求1所述的方法，其中所述電連接點是釘針。
全文摘要
一種用來將一集成電路封裝體固定于一電路板上的方法，所述封裝體包括多個電連接點以內限于一周界的方式排列，所述方法包括將所述封裝體置放于所述電路板上，以使所述封裝體的主要表面鄰接于所述電路板的一主要表面、透過所述多個電連接點將所述封裝體電連接至所述電路板、以及設置至少一錨狀物，其以機械性的方式將所述封裝體固定于所述電路板上。其中所述錨狀物并不于所述封裝體與所述電路板之間提供任何電連接的功能。
文檔編號H05K3/34GK1469697SQ0214736
公開日2004年1月21日 申請日期2002年10月23日 優先權日2002年7月17日
發明者龔紹祖, 劉震華 申請人:仁寶電腦工業股份有限公司