專利名稱：形狀記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形狀記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件。具體地講，本發(fā)明涉及一種含有嵌入到基板(例如印刷電路板(PCB))中的形狀記憶合金的封裝件。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展及其向各行業(yè)的迅速滲透，電子封裝已經(jīng)逐步成為實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片功能的一個(gè)瓶頸，電子封裝因此在近二三十年內(nèi)獲得了巨大的發(fā)展，并已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步?，F(xiàn)在的電子封裝不但要提供芯片保護(hù)，還要在控制成本的同時(shí)滿足不斷增加的功能、可靠性、散熱性等性能。電子封裝的設(shè)計(jì)和制造對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用正變得越來越重要，電子封裝的設(shè)計(jì)和制造從一開始就需要從系統(tǒng)入手以獲得最佳的性能價(jià)格比。電子封裝發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力主要來源于半導(dǎo)體芯片的發(fā)展和市場需要，可以概括為如下幾點(diǎn)速度及處理能力的增加需要更多的引腳數(shù)、更快的時(shí)鐘頻率和更好的電源分配。市場需要電子產(chǎn)品有更多功能，更長的電池壽命和更小的幾何尺寸。電子器件和電子產(chǎn)品的需要量不斷增加，新的器件不斷涌現(xiàn)。市場競爭日益加劇，芯片制造業(yè)的發(fā)展和電子產(chǎn)品的市場需要將最終決定電子封裝的發(fā)展趨向于更小、更薄、更輕、功能更強(qiáng)、能耗更小、可靠性更好、更符合環(huán)保要求、更廉價(jià)等。消費(fèi)者期望電子產(chǎn)品在各方面都比較緊湊，這也是電子產(chǎn)品日益縮小的主要?jiǎng)恿ΑＫ?，企業(yè)在不斷地縮小終端產(chǎn)品的總體尺寸，而這要利用較小的半導(dǎo)體封裝來實(shí)現(xiàn)。 因此，縮小封裝是半導(dǎo)體封裝行業(yè)的一個(gè)主要發(fā)展趨勢。在現(xiàn)在使用中的各種封裝形式中，堆疊封裝是一種以較高集成度實(shí)現(xiàn)微型化的良好方式。在堆疊封裝中，封裝內(nèi)封裝(PiP)與封裝外封裝(PoP)對(duì)封裝行業(yè)越來越重要，因?yàn)檫@種技術(shù)可堆疊高密度的設(shè)備。PoP產(chǎn)品有兩個(gè)以上封裝，一個(gè)封裝在另一個(gè)的上方，用焊球?qū)⑺鼈兎庋b結(jié)合。這種封裝將邏輯及存儲(chǔ)器元件分別集成在不同的封裝內(nèi)。例如，手機(jī)就采用PoP封裝來集成應(yīng)用處理器與存儲(chǔ)器。然而，對(duì)于較薄的封裝件或者PoP形式的封裝件，在制造過程中需經(jīng)歷一系列的高溫回流工藝，封裝件中的一部分材料在高溫下會(huì)產(chǎn)生變形，封裝件的變形會(huì)對(duì)高溫工藝及后續(xù)工藝產(chǎn)生一定的不良影響，例如可能導(dǎo)致封裝件的失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含有嵌入到基板(例如PCB板)中的形狀記憶合金的封裝件。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件，所述記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件包括基板；芯片，設(shè)置在基板上；塑封料，包封設(shè)置在基板上的芯片；形狀記憶合金，嵌入在基板中。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述形狀記憶合金的變形溫度可以為200°C至260°C。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述形狀記憶合金可以包括銅-鎳-鈦合金、鐵-鎳-鈦合金或鎳-鈦-硅合金。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述形狀記憶合金可以在200。C至260。C具有變形，并可以在恢復(fù)到常溫后恢復(fù)到原來的形狀。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述基板可以為印刷電路板。根據(jù)本發(fā)明的一方面，在封裝件的回流工藝中，所述形狀記憶合金可被控制為具有與基板的變形方向相反的變形方向。根據(jù)本發(fā)明的含有嵌入到基板中的形狀記憶合金的封裝件具有改善了的散熱性能，并且，由于形狀記憶合金在封裝工藝的高溫回流過程中會(huì)產(chǎn)生變形，可以控制所述變形與基板(例如PCB板)和塑封料的變形方向相反，從而至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高溫下的變形，解決由于基板和塑封料在高溫下的變形導(dǎo)致封裝結(jié)構(gòu)失效的問題。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的封裝件的示意圖。圖2是示出圖1中示出的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的封裝件在高溫下變形的示意圖。圖3是簡略示出封裝件在高溫下變形的示意圖。圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的形狀記憶合金在高溫下變形的示意圖。圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的形狀記憶合金在常溫下的示意圖。圖5是示出含有嵌入到基板中的形狀記憶合金的封裝件在常溫下的示意圖。圖6是示出含有嵌入到基板中的形狀記憶合金的封裝件在高溫下的示意圖。
具體實(shí)施例方式下文中，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)施，且不應(yīng)該限于這里闡述的示例性實(shí)施例。相反，提供這些示例性實(shí)施例使得本公開將是徹底和完整的，并可以把示例性實(shí)施例的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。為了清楚起見，可能在附圖中夸大了層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。此外，在附圖中，相同或相似的標(biāo)號(hào)可以表示相同或相似的元件。圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的封裝件的示意圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的封裝件可以包括基板2 ；在基板2上的芯片；焊球，形成在基板下，其中，所述基板可以為例如PCB板，芯片以引線鍵合的方式通過通孔結(jié)合到焊球，以實(shí)現(xiàn)與外部的電氣連接。圖2是示出圖1中示出的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的封裝件在高溫下變形的示意圖。參照?qǐng)D2，在對(duì)芯片進(jìn)行封裝并實(shí)現(xiàn)與外部的電氣連接的工藝中，封裝件需要經(jīng)歷在高溫下的焊接結(jié)合工藝，即，高溫回流工藝，其中，所述高溫例如為2001至沈01。在高溫回流工藝中，封裝件會(huì)發(fā)生變形。在基板為PCB板的情況下，通常，封裝件可能向包封有塑封料的一側(cè)彎曲，如圖2所示。
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圖3是簡略示出封裝件在高溫下變形的示意圖。圖3中，標(biāo)號(hào)1表示塑封料，標(biāo)號(hào) 2表示基板，例如PCB基板。封裝件中包括的例如芯片、布線、焊球等其它元件未示出在圖3 的簡略圖中。記憶合金是由一種有“記憶力”的智能金屬做成的，其微觀結(jié)構(gòu)有兩種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，在高溫下這種合金可以改變形狀，在較低的溫度(例如常溫)下合金又可以恢復(fù)原來常溫狀態(tài)下的形狀，若對(duì)其重新加熱，還可以發(fā)生變形，其形狀可與之前高溫下的變形形狀相同。形狀記憶合金通?？梢允擎団伜辖鸩牧?，例如，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的形狀記憶合金可以包括銅-鎳-鈦合金、鐵-鎳-鈦合金或鎳-鈦-硅合金，但本發(fā)明不限于此， 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的形狀記憶合金還可以包括其它種類的形狀記憶合金。根據(jù)形狀記憶合金的這種特性，可以根據(jù)預(yù)先的實(shí)驗(yàn)，確定形狀記憶合金發(fā)生的變形(例如變形方向)。圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的形狀記憶合金在高溫下變形的示意圖。 圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的形狀記憶合金在常溫下示意圖。參照?qǐng)D4A和圖4B，如上所述，可以根據(jù)預(yù)先的實(shí)驗(yàn)確定形狀記憶合金發(fā)生的變形 (例如變形方向)。為了利用形狀記憶合金的這種特性，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在封裝件的制造過程中，將形狀記憶合金3嵌入基板中，如圖5所示。所述基板可以為例如PCB板，但本發(fā)明不限于此，所述基板可以是其它類型的基板。所述嵌入過程可以采用層壓的方式，但本發(fā)明不限于此，可以采用其它的方式將形狀記憶合金3嵌入基板中。圖6是示出含有嵌入到基板中的形狀記憶合金的封裝件在高溫下的示意圖。在封裝件的高溫回流工藝中，封裝件有發(fā)生變形的傾向。由于形狀記憶合金在封裝工藝的高溫回流過程中會(huì)產(chǎn)生變形，即，所述形狀記憶合金的變形溫度大約為200°C至 260°C，因此，可以控制所述變形與基板(例如PCB板)和塑封料的變形方向相反，從而至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高溫下的變形，如圖6所示。這可以解決由于基板和塑封料在高溫下的變形導(dǎo)致封裝結(jié)構(gòu)失效的問題。應(yīng)該注意的是，圖6是示出在理想狀態(tài)下含有嵌入到基板中的形狀記憶合金的封裝件在高溫下的示意圖，在實(shí)際的高溫回流工藝中，封裝件仍會(huì)略有變形，但由于形狀記憶合金在高溫下的變形，因而能夠至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高溫下的變形，從而有利于高溫回流工藝及后續(xù)的工藝。此外，將形狀記憶合金嵌入基板(例如可以是PCB板)中還有助于提高封裝件的散熱性能。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的含有嵌入到基板中的形狀記憶合金的封裝件具有改善了的散熱性能，并且，由于形狀記憶合金在封裝工藝的高溫回流過程中會(huì)產(chǎn)生變形，可以控制所述變形與基板(例如PCB板)和塑封料的變形方向相反，從而至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高溫下的變形，解決由于基板和塑封料在高溫下的變形導(dǎo)致封裝結(jié)構(gòu)失效的問題。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例的示例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的示例性實(shí)施例不限于此，在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件，所述記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件包括 基板；芯片，設(shè)置在基板上；塑封料，包封設(shè)置在基板上的芯片；形狀記憶合金，嵌入在基板中。
2.如權(quán)利要求1所述的記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件，其特征在于，所述形狀記憶合金的變形溫度為200°C至260°C。
3.如權(quán)利要求1所述的記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件，其特征在于，所述形狀記憶合金包括銅-鎳-鈦合金、鐵-鎳-鈦合金或鎳-鈦-硅合金。
4.如權(quán)利要求1所述的記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件，其特征在于，所述形狀記憶合金在200°C至260°C具有變形，并在恢復(fù)到常溫后恢復(fù)到原來的形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件，其特征在于，所述基板為印刷電路板。
6.如權(quán)利要求1所述的記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件，其特征在于，在封裝件的回流工藝中，所述形狀記憶合金被控制為具有與基板的變形方向相反的變形方向。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件，所述記憶合金核心結(jié)構(gòu)的封裝件包括基板；芯片，設(shè)置在基板上；塑封料，包封設(shè)置在基板上的芯片；形狀記憶合金，嵌入在基板中。根據(jù)本發(fā)明的含有嵌入到基板中的形狀記憶合金的封裝件具有改善了的散熱性能，并且，由于形狀記憶合金在封裝工藝的高溫回流過程中會(huì)產(chǎn)生變形，可以控制所述變形與基板(例如PCB板)和塑封料的變形方向相反，從而至少部分地抑制和/或抵消基板(例如PCB板)和塑封料在高溫下的變形，解決由于基板和塑封料在高溫下的變形導(dǎo)致封裝結(jié)構(gòu)失效的問題。
文檔編號(hào)H01L23/373GK102332436SQ20111028188
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者杜茂華, 馬慧舒 申請(qǐng)人:三星半導(dǎo)體(中國)研究開發(fā)有限公司, 三星電子株式會(huì)社