帶有調諧質量阻尼結構的電路板級封裝制造技術

電路板級封裝包括印刷電路板、安裝在印刷電路板上的半導體管芯封裝、調諧質量結構、以及安裝到印刷電路板并且支撐調諧質量結構的支撐結構。本發明專利技術還提供了一種帶有調諧質量阻尼結構的電路板級封裝。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術大體上涉及電路板級封裝，并且更具體地涉及的是包括調諧質量阻尼結構的電路板級封裝。
技術介紹
集成電路(IC)技術不斷進步。這種進步經常包括按比例縮小器件幾何形狀來實現更低的制造成本、更高的器件集成密度、更高的速度以及更好的性能。相似地，半導體封裝變得越來越小并且包括更多高級器件，例如芯片尺寸封裝(CSP)的使用。半導體封裝的常規使用方式是使用球柵陣列(BGA)技術將封裝安裝在印刷電路板上。在該方法中，使用與印刷電路板上的金屬接觸焊盤接合的焊球將半導體封裝安裝在 印刷電路板上。金屬接觸焊盤為封裝中的芯片提供電源和數據通信。印刷電路板還可以具有其他部件，諸如，電源、散熱片、風扇等等。電路板級封裝的一種特有的故障模式是焊接接點故障，在此處由于焊料無法與印刷電路板或芯片上的接觸焊盤適當地接觸而破壞了芯片的電連接。一些焊接接點故障的原因是印刷電路板由于機械沖擊而產生撓曲。機械沖擊可以由運輸或現場使用包括電路板級封裝的產品導致。機械沖擊的另一原因包括使電路板級封裝經受跌落測試的JEDEC測試。例如，在JEDEC標準No. 22-B111中所描述過的這種JEDEC測試。機械沖擊可能導致印刷電路板撓曲。如果印刷電路板被視作是x_y平面中的直線的話，那么，該撓曲包括邊緣相對于中心自x-y平面中的偏離(通常在小阻尼下)，振動運動。該振動的撓曲可以對處在焊球與接觸焊盤接觸的位置上的電連接造成損害。現有的將由于撓曲所產生的損害最小化的方案包括使用用于焊球的更大的接觸焊盤，使用更薄的芯片封裝，以及使用金屬支撐。然而，在許多情況下這種常規的方案無法提供充分的損害預防。因此，亟需一種更好的技術，尤其是在JEDEC測試過程中，預防機械沖擊的損害。
技術實現思路
本專利技術的一種較寬泛的形式包括一種電路板級封裝，包括印刷電路板；半導體管芯封裝，安裝在印刷電路板上；調諧質量結構；以及支撐結構，安裝到印刷電路板，并且支撐調諧質量結構。本專利技術的另一種較寬泛的形式中的形式包括一種封裝件，包括電路板，在電路板上安裝有一個或多個電子元件；支撐結構，連接到電路板，支撐結構的足跡對應于電路板的足跡；以及阻尼器，通過支撐結構進行支撐，并且被懸掛在與支撐結構中心對應的位置上。本專利技術的又一種較寬泛的形式包括一種用于制造電路板級封裝件的工藝，工藝包括在電路板上安裝半導體管芯封裝件；以及在電路板上安裝機械振動阻尼結構，機械振動阻尼結構包括相對于電路板懸掛的有源質量阻尼器，從而使得有源質量阻尼器的機械振動減小電路板的撓曲振動。為了解決現有技術中所存在的問題，根據本專利技術的一個方面，提供了一種電路板級封裝結構，包括印刷電路板；半導體管芯封裝結構，安裝在所述印刷電路板上；調諧質量結構；以及支撐結構，安裝到所述印刷電路板，并且支撐所述調諧質量結構。在電路板級封裝結構中，使用多個焊球將所述半導體管芯封裝結構與所述電路板相連接。在電路板級封裝結構中，所述支撐結構具有與所述印刷電路板相匹配的形狀，并且與所述印刷電路板的邊緣相連接。在電路板級封裝結構中，通過所述支撐結構懸掛所述調諧質量結構，并且所述調諧質量結構具有運動的自由度，從而在與所述印刷電路板平面垂直的方向上機械地振動。在電路板級封裝結構中，所述調諧質量結構包括懸掛在所述支撐結構的四角上的金屬重物。 在電路板級封裝結構中，使用多個金屬帶狀件將所述金屬重物懸掛在所述支撐結構上。在電路板級封裝結構中，所述支撐結構和所述印刷電路板占據平行的平面，并且其中，所述調諧質量結構具有接近和遠離所述支撐結構和所述印刷電路板的中心運動的自由度。在電路板級封裝結構中，進一步包括散熱片，連接在所述印刷電路板的與所述支撐結構相對的面上。在電路板級封裝結構中，進一步包括散熱片，連接在所述印刷電路板的與所述支撐結構相同的面上。根據本專利技術的另一方面，提供了一種封裝件，包括電路板，在所述電路板上安裝有一個或多個電子元件；支撐結構，連接到所述電路板，所述支撐結構的足跡對應于所述電路板的足跡；以及阻尼器，通過所述支撐結構進行支撐，并且被懸掛在與所述支撐結構中心對應的位置上。在該封裝件中，所述支撐結構包括金屬框架，所述金屬框架的邊緣對應于所述電路板的邊緣。在該封裝件中，進一步包括芯片封裝件，使用球柵陣列安裝在所述電路板上。在該封裝件中，進一步包括散熱片，安裝在所述電路板上，從而與安裝在所述電路板上的芯片封裝件熱接觸。在該封裝件中，所述支撐結構包括多個懸掛所述阻尼器的金屬帶狀件。在該封裝件中，所述阻尼器包含銅和鋁中的一種或多種。根據本專利技術的又一方面，提供了一種用于制造電路板級封裝件的工藝，所述工藝包括將半導體管芯封裝件安裝至電路板；以及將機械振動阻尼結構安裝至所述電路板，所述機械振動阻尼結構包括相對于所述電路板懸掛的有源質量阻尼器，從而使得所述有源質量阻尼器的機械振動減小所述電路板的撓曲振動。在該工藝中，進一步包括將散熱片安裝到所述印刷電路板。在該工藝中，進一步包括將額外的機械振動阻尼結構安裝到所述散熱片。在該工藝中，進一步包括通過向所述電路板級封裝件施加半正弦機械沖擊，對所述電路板級封裝件進行跌落測試。在該工藝中，所述跌落測試進一步包括對所述管芯封裝件和所述電路板之間的一個或多個電連接件進行故障測試。附圖說明當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以更好地理解本專利技術。應該強調的是，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或減小。圖I提供了根據一個實施例的示例性的有源阻尼結構的兩個視圖；圖2A和圖2B是在振動運動過程中的有源阻尼結構的視圖；圖3A和圖3B是在靜止狀態下和在撓曲振動過程中的印刷電路板的視圖；圖4A和圖4B是根據一個實施例的帶有阻尼結構的電路板級封裝的視圖； 圖5是計算機模擬曲線圖，該曲線圖示出了根據一個實施例的由于使用有源阻尼結構而在振動反應中所產生的差別；圖6和圖7是有源阻尼結構的布置和數量的不同配置的視圖；以及圖8是根據一個實施例的用于制造和測試電路板級封裝的工藝的視圖。具體實施例方式應該理解，以下公開提供了多種不同實施例或實例，用于實現本專利技術的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例來簡化本專利技術。當然，這些僅是實例并且不旨在限制本專利技術。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。另外，出于方便使用術語“頂部”、“底部”、“下方”、“上方”等等，而不意味著將實施例的范圍局限在具體方位上。另外，本公開可以在各個實例中重復參考標號和/或字符。這種重復的目的在于簡化和清楚，并且其本身不表示所述各個實施例和/或配置之間的關系。各個實施例包括具有安裝在印刷電路板的第一面上的半導體管芯的電路板級封裝。該印刷電路板還包括安裝在印刷電路板第二面上的支撐結構。該支撐結構機械地支撐調諧質量阻尼結構，該調諧質量阻尼結構被設計為具有抵消印刷電路板的撓曲振動的振動。該調諧質量阻尼結構也可以被稱作為“有源阻尼結構”。在一個示例性的實施例中，印刷電路板具有使用球柵技術安裝在其上的芯片封裝。然后，在印刷電路板上設置散熱片，以使該散熱片處在芯片封裝的頂部。散熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電路板級封裝結構，包括：印刷電路板；半導體管芯封裝結構，安裝在所述印刷電路板上；調諧質量結構；以及支撐結構，安裝到所述印刷電路板，并且支撐所述調諧質量結構。

【技術特征摘要】
2011.05.11 US 13/105,5771.一種電路板級封裝結構，包括 印刷電路板； 半導體管芯封裝結構，安裝在所述印刷電路板上； 調諧質量結構；以及 支撐結構，安裝到所述印刷電路板，并且支撐所述調諧質量結構。2.根據權利要求I所述的電路板級封裝結構，其中，使用多個焊球將所述半導體管芯封裝結構與所述電路板相連接，或者 其中，所述支撐結構具有與所述印刷電路板相匹配的形狀，并且與所述印刷電路板的邊緣相連接，或者 其中，通過所述支撐結構懸掛所述調諧質量結構，并且所述調諧質量結構具有運動的自由度，從而在與所述印刷電路板平面垂直的方向上機械地振動。3.根據權利要求I所述的電路板級封裝結構，其中，所述調諧質量結構包括懸掛在所述支撐結構的四角上的金屬重物。4.根據權利要求3所述的電路板級封裝結構，其中，使用多個金屬帶狀件將所述金屬重物懸掛在所述支撐結構上。5.根據權利要求I所述的電路板級封裝結構，其中，所述支撐結構和所述印刷電路板占據平行的平面，并且其中，所述調諧質量結構具有接近和遠離所述支撐結構和所述印刷電路板的中心運動的自由度，或者 進一步包括散熱片，連接在所述印刷電路板的與所述支撐結構相對的面上，或者 進一步包括散熱片，連接在所述印刷電路板的與所述支撐結構相同的面上。6.—種封裝件,包括 電路板...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林文益，林柏堯，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：