專利名稱：具有外部連接器側(cè)管芯的熱增強電子倒裝芯片封裝和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子封裝制造領(lǐng)域，尤其涉及一種制造具有位于與外部連接器相同封裝側(cè)的芯片管芯的熱增強電子倒裝芯片/焊料球封裝的方法和裝置。
背景技術(shù)：
裸露的電子芯片通常需要包裝至封裝內(nèi)，提供電路至芯片上每個電氣連接和外部連接體，諸如管腳和焊球。典型的針柵陣列封裝具有在一側(cè)用于外部連接的相對較大的管腳，和位于相反一側(cè)的用于連接球柵陣列組至電子芯片(諸如處理器或存儲器芯片)的焊盤。另一典型球柵陣列封裝有在封裝的一側(cè)用于外部連接的相對較大間隔內(nèi)具有相對較大的球(例如在球柵陣列中)和在同一側(cè)用于連接球柵陣列組至電子芯片(例如處理器和存儲器芯片)的小密間隔焊盤。
典型的此類封裝具有包含有位于基片表面或內(nèi)部的導(dǎo)電軌跡(金屬線)非導(dǎo)電基片(例如塑料薄膜或塑料層)。一些封裝包括多個芯片，例如一個或多個邏輯或處理芯片，和/或一個或多個存儲芯片，例如一個閃存型可重復(fù)編程非易失性存儲器。球和/或管腳連接到封裝的外部，同時一個或多個電子芯片由例如也使用球柵陣列連接方法和/或飛線方法相連接。可選擇一個外殼或密封劑封裝芯片。
制造這類封裝的常規(guī)方法是開始選用一片或一條例如聚脂薄膜或玻璃纖維增強環(huán)氧基片此類的非導(dǎo)電材料，然后沉積一層金屬(例如銅)膜，再刻模和腐蝕金屬形成軌跡。有時，經(jīng)由過孔連接一側(cè)的軌跡或者內(nèi)層到另一側(cè)或者另一內(nèi)層的軌跡。芯片便經(jīng)由軌跡連接到焊盤，有時同時由密封劑形成封裝。此種封裝通常熱傳導(dǎo)性能不佳。
芯片在極高頻率下工作，例如，超過40千兆赫，為了提供足夠的信號能力也有類型、厚度、間隔和軌跡設(shè)計等方面的限制。進一步，這類芯片通常需要在很低的電壓(例如1伏)和很高的電流(例如100安培)下運行，這些必須被提供以保證達(dá)到設(shè)計所需的高頻率。
我們需要的是一種簡單、廉價、可靠的方法和裝置制造電子芯片的封裝，使用封裝需提供高的導(dǎo)熱和散熱性能，和高的頻率響應(yīng)。


圖1是外部連接體側(cè)封裝100的透視剖視圖。
圖2是球側(cè)管芯封裝200的透視剖視圖。
圖3是在附加散熱器的裝置380中的球側(cè)管芯封裝300的透視剖視圖。
圖4是帶管腳的外部連接體側(cè)管芯封裝400的透視剖視圖。
圖5是帶焊盤的外部連接側(cè)封裝500的透視剖視圖。
圖6是帶焊料球的球側(cè)管芯封裝600的剖視圖。
圖7A是球側(cè)管芯封裝700的剖視圖。
圖7B是將要切割成多個球側(cè)管芯封裝700’的片材701的頂視圖。
圖7C是將要切割成多個球側(cè)管芯封裝700的片材702的頂視圖。
圖8A是球側(cè)管芯封裝800的剖視圖。
圖8B是將要切割成多個球側(cè)管芯封裝800’的片材801的頂視圖。
圖8C是將要切割成多個球側(cè)管芯封裝800的片材802的頂視圖。
圖9是實現(xiàn)本發(fā)明所述方法的機器900的示意圖。
具體實施例方式在以下的最佳實施方式的詳細(xì)描述中，結(jié)合附圖做出的參考據(jù)此形成一部分，并以在本發(fā)明可被實現(xiàn)的具體實施例中明示出來?？梢员焕斫獾氖?，其他可利用的實施例和可做出的結(jié)構(gòu)改變皆落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
出現(xiàn)在圖中的參考數(shù)字首位阿拉伯?dāng)?shù)位大體與元件首次引入圖號相應(yīng)，以使同一參考數(shù)字在多個圖中出現(xiàn)始終都代表同一元件。相同的參考數(shù)字或標(biāo)簽可涉及信號和連接，而且實際意義在它所使用的上下文中是明確可見的。
術(shù)語術(shù)語芯片、管芯、集成電路、單片電路器件、半導(dǎo)體器件和微電子器件，在本說明書中交替使用。
術(shù)語金屬線、軌跡、電線、導(dǎo)體、信號通道和信號介質(zhì)皆互為相關(guān)。以上列出的相關(guān)術(shù)語，大體上可交替使用，并以從特殊到一般的順序出現(xiàn)。在此領(lǐng)域中，金屬線有時指代軌跡、電線、線路、互聯(lián)或簡單金屬。金屬線，通常是銅(Cu)或由Cu和其他例如鎳(Ni)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)等金屬構(gòu)成的合金，或由不同金屬、合金或其他組合的堆疊層，是為耦合、互連或者電路提供信號通路的導(dǎo)體。除了金屬的其他導(dǎo)體也可在微電子器件中使用。諸如摻雜多晶硅、摻雜單晶硅(通常提及的時候簡單稱為擴散，不論此種摻雜是由熱擴散還是離子植入完成的)、鈦(Ti)、鉬(Mo)這類材料，以及高熔點金屬硅化物是其他導(dǎo)體的例子。
在此描述中，術(shù)語金屬指代純單金屬元素和含有兩種或以上元素的合金或組合，其中至少有一種是金屬元素。
術(shù)語基片或芯通常指代經(jīng)由各種處理操作達(dá)到期望的微電子配置的基本工件的物質(zhì)實體?；梢园▽?dǎo)體材料(例如銅或鋁)、絕緣材料(例如蘭寶石、陶瓷或塑料)、半導(dǎo)體材料(例如硅)、非半導(dǎo)體或由半導(dǎo)體與非半導(dǎo)體材料的組合、或其他由上述材料構(gòu)成的組合。在某些實施例中，基片包括分層結(jié)構(gòu)，例如選擇熱膨脹系數(shù)(CTE)更加匹配臨近結(jié)構(gòu)(諸如硅處理器芯片)的CTE片材或材料片(諸如鐵鎳合金)。在某些實施例中，這樣的基片芯層壓為選擇電和/或熱傳導(dǎo)性的材料片材(諸如，銅或鋁合金)，其順次由選擇其電絕緣性、穩(wěn)定性、凹凸特性的塑料層覆蓋。在某些實施例中，所述塑料具有由諸如塑料的絕緣材料隔開的一個或多個層中沉積的線路軌跡。
術(shù)語垂直的被定義為基本與基片主表面垂直。高度或深度指代在與基片主表面垂直方向上的距離。
圖1是外部連接體側(cè)管芯封裝100的透視剖視圖。封裝100包括導(dǎo)熱芯120，其第一面121與電絕緣層110(有布線軌跡)相連，第二面122暴露在外。在某些實施例中，芯120由金屬制成，例如均勻的銅或銅合金片材，或者具有層壓或者鍍敷結(jié)構(gòu)，例如鐵鎳合金層，還有附著到一個或兩個面上的含銅的層或箔。層110有一層或多層布線層92位于其上或其中。在某些實施例中，外部連接體包括多個焊料球193以例如球柵陣列的形式安排。
參考數(shù)字90通常指代任何附在基片120和絕緣層110下面的芯片，而諸如190、290、390等的數(shù)字指代在其中描述了芯片的某些特性的不同實施例。參考數(shù)字93通常指代任何附在基片120和絕緣層110下面的外部連接體，而諸如193，493，593等的數(shù)字指代在其中描述了芯片的某些特性的不同實施例。
在某些實施例中，絕緣層110包括在疊層內(nèi)的彼此聯(lián)結(jié)的多個絕緣片材，其中一級布線層92位于各片材之間。在某些實施例中，一級布線層92在絕緣層110的底面上，如圖所示。在某些實施例中，在每個布線軌跡一端處的焊盤為連接芯片90的焊料球91之一提供觸點，且更大的焊盤在另一端為外部連接體93之一提供觸點。
其上具有電路(諸如處理器、存儲器或者其他邏輯或模擬電路)的芯片90例如通過用焊料球91附著至布線層92。在某些實施例中，芯片90是如圖1所示的薄化芯片190，其中芯片在電路成型后被薄化，例如提供化學(xué)-機械拋光(CMP)或其他合適的薄化方法。在某些實施例中，由于用于連接體93的焊料球的相對較小尺寸需要薄化芯片，因為如果芯片90厚于焊料球193的直徑并置于相對平面印刷電路母板，則焊料球193將不能到達(dá)印刷電路母板。因此，在某些實施例中，通過提供充分薄化的芯片190，可實現(xiàn)小焊料球193與印刷電路板間的合適接觸。在其他實施例中，芯片190未薄化，但焊料球193具有足夠大的直徑(即，大于芯片90的厚度)這樣安裝時焊料球到達(dá)其下的PCB。
圖2是球側(cè)管芯封裝200的透視剖視圖。在本實施例中，在印刷電路板94中切孔299，使相對較厚的芯片290(即芯片90的厚度接近或大于用于連接體93的焊料球293的直徑)可以有擴展入孔299的厚度，這樣允許連接體93合適地附著到PCB 94。在某些實施例中，例如對于連接到散熱器或吹入空氣來說，有助于通過孔的散熱。PCB94通常在PCB內(nèi)和PCB上的多個層中含有多個布線軌跡95。
在某些實施例中，可承受高電流的導(dǎo)體226(諸如，編織銅帶或其他合適導(dǎo)體)通過連接體227(例如，擰入螺紋口的螺釘，或其他合適的連接體)，并通過連接體225(例如，也是擰在螺紋口上的螺釘，或其他合適的連接體)附著到基片120。在某些實施例中，導(dǎo)體226攜帶用以接地或者接電源至芯片90的一些或全部電流。這對于用于高頻(例如40干兆赫)處理器和其他邏輯或模擬電路的高電流(例如100安培)、低電壓(例如1伏特)電源供應(yīng)是重要的可選功能。在某些實施例中，使電氣連接通過絕緣層110用于從基片120至焊料球91再到芯片90的多個連接。
圖3是在附著散熱器310和320的裝置380上的球側(cè)管芯封裝300的透視剖視圖。裝置380包含PCB94，芯片封裝300，以及一個或幾個散熱器310和/或320。同時也示出了包含第一芯片390和第二芯片391的多個芯片90。在某些實施例中，上部散熱器310緊壓著導(dǎo)熱基片120(可在界面處使用散熱化合物來改善熱傳導(dǎo))的第二面122，并且下部散熱器320緊壓著一個或者多個芯片90(本這種情況中，是芯片390和391，任選地在界面處使用散熱化合物來改善熱傳導(dǎo))。在某些實施例中，一個或多個可緊和/或加載彈簧穿板緊固件330(例如螺釘331和螺帽332)用來相互連接散熱器310和320和/或連接至PCB94。在其他實施例中，可使用其他合適方法和設(shè)備保持散熱器。此外，外部連接體93(例如焊料球)將布線層92附著至PCB94。
圖4是有用于連接體93的多個管腳493的外部連接側(cè)封裝400的剖視圖。其他部件見圖1的描述，諸如芯片90通過焊料球91(倒裝芯片結(jié)構(gòu))連接至布線層92。布線層92由(在其中和/或其上的)絕緣層110保持，其中絕緣層110聯(lián)結(jié)至導(dǎo)熱基片120。
圖5是包括有用于外部連接體93的焊盤593的外部連接側(cè)管芯封裝500的裝置580的透視剖視圖。在所示實施例中，PCB94包括多個加載彈簧的連接體598，每個連接體與相應(yīng)焊盤593接觸。其他部件見圖1描述，例如芯片90通過焊料球91(倒裝芯片結(jié)構(gòu))連接至布線層92。布線層92由(即，在其中和/或其上的)絕緣層110保持，絕緣層110聯(lián)結(jié)至導(dǎo)熱基片120。
圖6，7A和8A所示為圖1至圖5使用的多個實施例基片120的剖視圖。
圖6是有用于外部連接體93的焊料球的球側(cè)管芯封裝600的剖視圖。在本實施例中，基片620包括由于其更好的匹配芯片90的CTE而選擇的一片芯材料622，同時芯材料622至少一面鍍有或粘有具有高導(dǎo)熱和/或高導(dǎo)電性層(621和/或623)。在某些實施例中，芯片90主要是硅，且芯材料622包含鐵鎳合金，例如，含有大約42％(重量)鎳(有時被稱為N42合金)的合金或者大約含有36％(重量)鎳(例如不脹鋼(invar)合金)的合金，或含有Kovar(大約53％Fe，29％Ni，17％Co，1％其他物質(zhì))的合金，以匹配硅芯片90的CTE。硅的CTE在293度開爾文下為每度C約2.6～2.9×10-6。不脹鋼(Invar)在-20～100℃下平均熱膨脹系數(shù)(CTE)約為小于1.3×10-6℃-1?？仆哞F鎳鈷合金(Kovar)的平均CTE約為4.9×10-6℃-1。在某些實施例中，對于期望的工作溫度范圍，選擇CTE與芯片90(例如，硅的)的CTE匹配的合金(例如Ni-Fe比率在不脹鋼和N42鐵鎳比率之間的鐵鎳合金)。在某些實施例中，為了保持芯的CTE尺寸性質(zhì)同時改善合成基片620的熱性能和/或電性能，銅箔(或其他高導(dǎo)熱和/或高導(dǎo)電性的箔)直接粘合在芯622底部和/或頂部。在某些實施例中，為了改善電源供應(yīng)連接的導(dǎo)電性，同時改善導(dǎo)熱性，從銅層621通過絕緣層110至焊料球91形成多個銅植入過孔650。在某些實施例中，為此類接觸提供進一步附加的焊料球，其中這類焊料球不電氣連接，而是主要改善從芯片90到銅層621的導(dǎo)熱性。在某些實施例中，從銅層621經(jīng)過絕緣層110至焊料球93形成一個或多個銅植入過孔651。在某些實施例中，上銅層623通過沿封裝600基片620的整個外圍植入或粘合的銅層與下銅層621相連。
圖7A是球側(cè)管芯封裝700的剖視圖。封裝700包括基片720，該基片含有被位于頂部的薄銅層724和/或位于底部的薄銅層723以及側(cè)部的固體銅外圍721所包圍的芯部分722。選擇芯部分722的材料以改善與芯片90的CTE的CTE匹配。在某些實施例中，和圖6的封裝600相比，增加銅的量，就增加了導(dǎo)熱性能。
在某些實施例中，銅基片開始時為大的片材(例如，約為200mm×300mm)，粘合到布線層110，然后被切成獨立的封裝(例如100，600，700或800)。在某些實施例中，一個或多個芯片90在封裝切割之前被附著到每個封裝。在其他實施例中，封裝在芯片被貼附之前被分割。
圖7B是將被切割成多個球側(cè)管芯封裝700的片材701的頂視圖。在本實施例中，芯材料722的各長方形小塊嵌入銅片材701中，用于每個獨立的封裝700，并且圖7A示出X和Y兩個維度的剖視圖。
圖7C示出將被切割成多個球側(cè)管芯封裝700’的片材702的頂視圖。在所示實施例中，對封裝700’的每個列來說，芯材料722的條延伸片材702的長度，這樣每個封裝700’都具有在一個方向上延伸其長度的芯材料條。X方向上的截面如圖7A所示，但是芯722在Y方向擴展的封裝長度如圖6所示。這就使封裝702稍易制作，但稍稍降低其導(dǎo)熱性。
圖8A是球側(cè)管芯封裝800的剖視圖。此封裝與圖7所示封裝700等同，除了沒有設(shè)置于芯822頂部或底部的銅層(諸如723或724)，銅層是用來改善CTE使之與芯片90的相匹配。在某些實施例中，增加銅的量，和圖6的封裝600相比，就增加了導(dǎo)熱性能。省去頂部和底部銅層使封裝800稍易制作，但是與圖7A所示封裝700相比，減弱其導(dǎo)熱性能。在某些實施例中，布線層810包括彼此隔開的多個布線層892和893，并通過絕緣層811和812與芯820相隔離。
圖8B是將被切割成多個球側(cè)管芯封裝800的片材801的頂視圖。在本實施例中，芯材料722的各長方形小塊嵌入銅片材701中(但沒有被如723或724那樣的頂部和底部銅層所覆蓋)，用于每個單獨封裝700，并且圖7A示出X和Y兩個維度的剖視圖。
圖8C是將被切割成多個球側(cè)管芯封裝800’的片材802的頂視圖。在所示實施例中，對于封裝800’的每個列，芯材料822條擴展片材802的長度，這樣每個封裝800’都擁有在一個方向擴展其長度的芯材料條。X方向截面圖如圖8A所示，但芯822在Y方向上擴展封裝長度并具有如圖1所示的橫截面。這使封裝802稍易制作，但導(dǎo)熱性稍差。
圖9是實現(xiàn)本發(fā)明某些實施例所述方法的系統(tǒng)或機器900的示意圖。此方法的功能可以任何合適的順序?qū)崿F(xiàn)，例如，在某些實施例中所示的順序。本發(fā)明的某些實施例包括一種用于制作電子封裝100的方法和相應(yīng)裝置900。在某些實施例中，各裝置執(zhí)行個別功能作為單個操作，而在其他實施例中，使用多個較小的機器，每一個完成一子操作。在某些實施例中，各種機器由自動傳送系統(tǒng)相連，此系統(tǒng)由在各站間移動中間產(chǎn)物的傳送帶901示意性代表。所述方法包括提供(例如在傳送帶901上)導(dǎo)熱金屬芯120，并提供(例如在傳送帶902上)第一芯片90。裝置910執(zhí)行用布線層110(參見圖1)覆蓋金屬芯90的第一面的功能，所述布線層110具有由絕緣層(例如圖8中的811)使之與金屬芯120分離的多個導(dǎo)電軌跡，其中布線層基本上比金屬芯更薄。裝置920執(zhí)行成型和附著焊料球91和/或附著多個外部導(dǎo)體(例如焊料球)93到基片120上的布線層軌跡的功能。裝置930執(zhí)行用第一多個焊料球?qū)⒌谝恍酒?0附著至軌跡的功能。在某些實施例中，多個其他芯片90也被附著到布線層上。在某些實施例中，裝置940執(zhí)行切開獨立封裝100的功能。在某些實施例中，這些獨立封裝100隨后由裝置950測試并由裝置960分類(例如，好器件與壞器件的分類，和/或快器件與慢器件的分類)。
本發(fā)明的一個實施例包括裝置100，其包括含有第一主面和第二主面的導(dǎo)熱金屬芯，以及含有附著至第一面的電絕緣層的布線層，以及提供絕緣層而與金屬芯分離的多個導(dǎo)電軌跡，其中金屬芯基本上厚于布線層。裝置100還包括通過球柵陣列焊料球附著到多個導(dǎo)電軌跡中的至少一些的第一電子芯片，和附著到軌跡的多個外部電連接體其中金屬芯第二面暴露在外。
在某些實施例中，金屬芯的有效熱膨脹系數(shù)(CTE)在與第一芯片臨近的區(qū)域中比純銅更好地匹配芯片的CTE。
在某些實施例中，金屬芯包括含鐵和鎳的合金層。在某些此類的實施例中，鐵鎳合金層具有含附著到第二面上的銅的層。在某些此類的實施例中，鐵鎳合金層也具有含附著到第一面上的銅的層。
在某些實施例中，鐵鎳合金層的橫向范圍基本小于金屬芯的橫向范圍。
在某些實施例中，金屬芯電氣連接至第一芯片。
在某些實施例中，金屬芯電氣連接至第一芯片的電源連接。
某些實施例進一步包括含有多個導(dǎo)電軌跡的印刷電路板(PCB)，其中在第一面上的多個外部電氣連接體電氣連接至PCB的多個導(dǎo)電軌跡，且第一散熱器與金屬芯暴露在外的第二面熱接觸。
在某些此類的實施例中，PCB有相對于第一芯片的開口，該開口至少有第一芯片大小。某些此類實施例進一步包括通過此開口與第一芯片熱接觸的第二散熱器。
某些實施例進一步包括通過球柵陣列焊料球附著到多個導(dǎo)電軌跡中的至少一些的第二電子芯片。
在某些實施例中，金屬芯厚度約為800微米，布線層厚度約為40微米。
在某些實施例中，外部連接體包括多個焊料球，其中芯片厚度在其上形成電子線路后被薄化，以使此芯片的厚度小于外部導(dǎo)體焊料球的直徑。
本發(fā)明的某些實施包括一種方法，方法包括提供導(dǎo)熱金屬芯和第一電子芯片，用具有通過絕緣層而與金屬芯分離的多個導(dǎo)電軌跡的布線層覆蓋金屬芯的第一面，其中布線層基本薄于金屬芯，用第一多個焊料球?qū)⒌谝恍酒街淋壽E，并將多個外部導(dǎo)體附著至軌跡。
在本方法的某些實施例中，多個外部導(dǎo)體包括第二多個焊料球，其中第二多個焊料球的平均直徑大于第一多個焊料球的平均直徑。
某些實施例進一步包括提供含有多個導(dǎo)電軌跡的印刷電路板(PCB)，電氣連接多個位于第一面上的外部電氣連接體到PCB的多個導(dǎo)電軌跡，并使第一散熱器與暴露的金屬芯的第二個面熱接觸。
某些實施例進一步包括在PCB中提供一開口，并將一定厚度的第一芯片置入該開口。
某些實施例進一步包括電氣連接芯片至金屬芯。
在某些實施例中，提供金屬芯包括至少在臨近第一芯片的金屬芯區(qū)域中提供基本小于銅的有效熱膨脹系數(shù)。
在某些實施例中，提供金屬芯包括提供含鐵和鎳的合金層。
某些實施例進一步包括在第二個面上用含有銅的層覆蓋鐵鎳合金層。
某些實施例進一步包括限制鐵鎳合金層的橫向范圍基本小于金屬芯的橫向范圍。
本發(fā)明的某些實施例包括一種裝置，這種裝置包含電子芯片90和上述附著至芯片90的用于傳導(dǎo)熱量至一附加散熱設(shè)備的裝置，其中導(dǎo)熱裝置包括用于更好地匹配芯片的熱膨脹系數(shù)的裝置。
在某些實施例中，用于導(dǎo)熱的裝置包括更好地匹配芯片熱膨脹系數(shù)的裝置。
某些實施例進一步包括與導(dǎo)熱裝置熱接觸的第一散熱器310(見圖3)。某些實施例進一步包括第二散熱器320，它在與第一散熱器相對的用于導(dǎo)熱的裝置的一側(cè)上與芯片90熱接觸。
可以被理解的是，上述說明書意在描述，而非嚴(yán)格限制。通過上述描述，許多其他實施例對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)是由附上的權(quán)利要求書參考決定，隨同的全部等價范圍享有相同的權(quán)利。
權(quán)利要求
1.一種裝置包括熱傳導(dǎo)金屬芯，它具有第一主面和第二主面，其中金屬芯的第二面暴露在外；布線層，它具有附著到第一面的電絕緣層，和通過絕緣層而與金屬芯分離的多個導(dǎo)電軌跡，其中金屬芯基本上厚于布線層；第一電子芯片，它使用球柵陣列焊料球附著到多個軌跡中的至少一些；和多個外部電連接體，它被附著到所述軌跡。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，金屬芯的有效熱擴張系數(shù)(CTE)在與第一芯片臨近的區(qū)域比純銅更好地與芯片的CTE相配。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，金屬芯包括包含鐵和鎳的合金層。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述鐵鎳合金層具有含有銅的層附著在第二面上。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述鐵鎳合金層也具有含有銅的層附著在第一面。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，鐵鎳合金層的橫向范圍基本小于比金屬芯的橫向范圍。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，金屬芯與第一芯片電氣連接。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，金屬芯與第一芯片的電源接頭電氣連接。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括具有多個導(dǎo)電軌跡的印刷電路板(PCB)，其中第一面上的多個外部電氣連接體與PCB上的多個導(dǎo)電軌跡電氣相連；和第一散熱器，它與金屬芯的暴露在外的第二面熱接觸。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，PCB具有與第一芯片相對的開口，該開口至少有第一芯片大小。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，進一步包括通過所述開口與第一芯片熱接觸的第二散熱器。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括通過球柵陣列焊料球附著到多個軌跡中的至少一些的第二電子芯片。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，金屬芯厚度約為800微米，布線層厚度約為40微米。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，外部導(dǎo)體包括多個焊料球，其中芯片厚度在其上的電路成型后被薄化，使之小于外部導(dǎo)體焊料球的直徑。
15.一種方法，包括提供導(dǎo)熱金屬芯與第一電子芯片；用具有通過絕緣層而與金屬芯分離的多個導(dǎo)電軌跡的布線層覆蓋金屬芯的第一面，其中布線層基本上薄于金屬芯；用第一多個焊料球?qū)⒌谝恍酒街剿鲕壽E；和將多個外部導(dǎo)體附著到所述軌跡。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，多個外部導(dǎo)體包括第二多個焊料球，其中第二多個焊料球的平均直徑大于第一多個焊料球的平均直徑。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括提供具有多個導(dǎo)電軌跡的印刷電路板(PCB)；將第一面上的多個外部電氣連接體電氣連接至PCB的多個導(dǎo)電軌跡；和使第一散熱器與金屬芯的暴露在外的第二面熱接觸。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括在PCB中提供開口；和將一定厚度的第一芯片置于所述開口內(nèi)。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，進一步包括將芯片電氣連接至金屬芯。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，提供金屬芯包括至少在金屬芯臨近第一芯片的區(qū)域中提供基本小于銅的有效熱膨脹系數(shù)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，提供金屬芯包括提供提供包含鐵和鎳的合金層。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，進一步用在第二面上含有銅的層覆蓋鐵鎳合金層。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，進一步包括限制鐵鎳合金層的橫向范圍基本小于金屬芯的橫向范圍。
24.一種裝置，包括電子芯片；和附著到芯片的用于導(dǎo)熱至所附散熱裝置的裝置，其中導(dǎo)熱裝置包括用于更好地匹配芯片熱膨脹系數(shù)的裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，用于導(dǎo)熱的裝置包括用于更好地匹配芯片熱膨脹系數(shù)的裝置。
26.如權(quán)利要求24所述的裝置，進一步包括與用于導(dǎo)熱的裝置熱接觸的第一散熱器。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，進一步包括在與第一散熱器相對的用于導(dǎo)熱的裝置的一側(cè)上和芯片熱接觸的第二散熱器。
全文摘要
一種用于制造具有改良導(dǎo)熱性和頻響性封裝的方法和裝置。相對較厚的基片，例如銅，在一個表面粘合有布線層，其相對面暴露在外，例如成為用來連接散熱器的表面。一個或多個芯片粘合在布線層上，同時一個陣列的連接體，例如焊料球被提供在芯片外圍用于連接至印刷電路板。在某些實施例中，印刷電路板開有芯片可擴展進入的窗口，以允許更小的外部連接焊料球。在某些實施例中，第二散熱器通過PCB上的開口連接到芯片背面。
文檔編號H01L23/14GK1757109SQ200480005928
公開日2006年4月5日 申請日期2004年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月5日
發(fā)明者D·馬利克, B·散克曼 申請人:英特爾公司