球柵陣列封裝件及將其安裝在基板上的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種球柵陣列封裝件以及將其安裝在基板上的方法。該球柵陣列封裝件包括：基底，具有第一表面以及與第一表面背對(duì)的第二表面；芯片，位于基底的第一表面上；包封層，在基底的第一表面上包封芯片；多個(gè)連接件，結(jié)合在基底的第二表面上并電性連接到芯片，其中，連接件包括磁性核心和位于磁性核心表面上的焊料層。根據(jù)本發(fā)明的球柵陣列封裝件以及將其安裝在基板上的方法，即可以避免連接件之間因焊料的流動(dòng)而接觸，又可以在將球柵陣列封裝件安裝在例如印刷電路板的基板上之后將因諸如回流焊的高溫處理工藝所導(dǎo)致的翹曲拉直。
【專利說(shuō)明】球柵陣列封裝件及將其安裝在基板上的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種球柵陣列封裝件以及將該球柵陣列封裝件安裝在基板上的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]球柵陣列封裝是一種表面安裝技術(shù)，其引腳成球形陣列狀分布在球柵陣列封裝件的基底的背面上。因此，球柵陣列封裝件可以具有較大的引腳間距和較多的引腳數(shù)量，從而可以縮小封裝件的尺寸、節(jié)省封裝空間，使PC芯片組、微處理器等高密度、高性能、多引腳封裝器件的微型化成為可能。
[0003]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的安裝在印刷電路板20上的球柵陣列封裝件10的剖視圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的球柵陣列封裝件10包括基底11、設(shè)置在基底11的第一表面上的芯片12、包封芯片12的包封層15以及設(shè)置在基底11的與第一表面背對(duì)的第二表面上的成陣列排布的多個(gè)焊球14，其中，位于芯片12的上表面上的輸入/輸出端通過(guò)引線13電連接至IJ基底11。另外，球柵陣列封裝件10經(jīng)由成陣列排布的多個(gè)焊球14被安裝在印刷電路板2上。
[0004]在基底11上形成多個(gè)焊球14以及經(jīng)由多個(gè)焊球14將球柵陣列封裝件10安裝在印刷電路板20上的過(guò)程中通常均需要進(jìn)行高溫處理，例如，回流焊，這會(huì)導(dǎo)致球柵陣列封裝件10(例如，其基底11)發(fā)生翹曲。具體地講，如圖1中所示，在基底11的邊緣處發(fā)生翹曲，使得位于基底11的發(fā)生翹曲處的焊球14不能與印刷電路板20形成有效接觸。另外，在高溫處理過(guò)程中，由于焊球14熔融而流動(dòng)，所以相鄰的焊球14之間容易發(fā)生短路，這限制了焊球14之間的距離的進(jìn)一步縮短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種球柵陣列封裝件以及將該球柵陣列封裝件安裝在基板上的方法。
[0006]本發(fā)明的一方面提供了一種球柵陣列封裝件，該球柵陣列封裝件包括:基底，具有第一表面以及與第一表面背對(duì)的第二表面；芯片，位于基底的第一表面上；包封層，在基底的第一表面上包封芯片；多個(gè)連接件，結(jié)合在基底的第二表面上并電性連接到芯片，其中，連接件包括磁性核心和位于磁性核心表面上的焊料層。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，磁性核心可以由鎳、鐵、鈷或它們的合金形成。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，磁性核心的高度可以為連接件高度的大約1/3-2/3。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例,磁性核心可以基本上成球形。
[0010]本發(fā)明的另一方面，提供了一種在基板上安裝球柵陣列封裝件的方法，該方法包括以下步驟:準(zhǔn)備上述球柵陣列封裝件；將所述多個(gè)連接件附著到基板上，以使基板面對(duì)基底的第二表面；執(zhí)行回流焊同時(shí)施加磁場(chǎng)，以通過(guò)所述多個(gè)連接件將基板和基底結(jié)合到一起。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在執(zhí)行回流焊時(shí)，可以在連接件的焊料層熔融之前停止施加磁場(chǎng)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在準(zhǔn)備球柵陣列封裝件的步驟中，可以通過(guò)回流焊將所述多個(gè)連接件結(jié)合到基底。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在準(zhǔn)備球柵陣列封裝件的步驟中，可以通過(guò)在磁性核心上電鍍焊料來(lái)形成連接件。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，磁場(chǎng)的方向可以基本上與基板垂直。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，基板可以為印刷電路板。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件以及將該球柵陣列封裝件安裝在基板上的方法，設(shè)置在球柵陣列封裝件的基底上的多個(gè)連接件由磁性核心和位于磁性核心的表面上的焊料層形成，這可以減少焊料的用量，從而可以防止在高溫處理球柵陣列封裝件的過(guò)程中因大量焊料的流動(dòng)而導(dǎo)致的焊球之間的接觸。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件以及將該球柵陣列封裝件安裝在基板上的方法，在將球柵陣列封裝件經(jīng)由多個(gè)連接件安裝在基板上的過(guò)程中，可以通過(guò)利用磁場(chǎng)將磁力施加到多個(gè)連接件的磁性核心來(lái)將因高溫處理而導(dǎo)致的球柵陣列封裝件的翹曲拉直，從而可以使多個(gè)連接件與基板有效地接觸。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚和更易于理解，其中:
[0019]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的安裝在印刷電路板上的球柵陣列封裝件的剖視圖。
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件的剖視圖。
[0021]圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的將球柵陣列封裝件安裝在基板上的過(guò)程的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示出了本發(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實(shí)施，而不應(yīng)被解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)將是徹底的和完整的，并且這些實(shí)施例將向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的構(gòu)思。在下面詳細(xì)的描述中，通過(guò)示例的方式闡述了多處具體的細(xì)節(jié)，以提供對(duì)相關(guān)教導(dǎo)的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，可以實(shí)踐本教導(dǎo)而無(wú)需這樣的細(xì)節(jié)。在附圖中，為了清晰起見(jiàn)，可能會(huì)夸大層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸。
[0023]下面將參照附圖來(lái)詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件以及將該球柵陣列封裝件安裝在基板上的方法。
[0024]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件的剖視圖。如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件100包括基底110、設(shè)置在基底110的上表面上的芯片120、將芯片120包封在基底110的上表面上的包封層150以及設(shè)置在基底110的下表面上的多個(gè)連接件140。
[0025]基底110可以是由諸如BT樹(shù)脂(雙馬來(lái)酰亞胺三嗪樹(shù)脂)等的各種絕緣材料以任意的形狀形成的絕緣基底?；?10上可以形成有各種布線，以便于各種電路連接。
[0026]芯片120可以通過(guò)粘附層(未示出)固定在基底110上。這里，粘附層可以是裸片貼膜(DAF, Die attach film)或環(huán)氧樹(shù)脂膜。
[0027]芯片120可以具有輸入/輸出端(未示出)，輸入/輸出端可以通過(guò)引線130連接到基底110上，從而實(shí)現(xiàn)芯片120與基底110上的電路之間的電通f目。
[0028]包封層150可以形成在基底110的安裝有芯片120的表面(B卩，上表面)上，以包封芯片120、引線130和在基底110上的各種布線，從而保護(hù)它們不受外部環(huán)境影響。包封層150可以由諸如環(huán)氧樹(shù)脂等的絕緣材料形成。
[0029]多個(gè)連接件140可以成陣列狀設(shè)置在基底110的下表面上并電連接到基底110的電路。連接件140可以包括磁性核心141和位于磁性核心141的表面上的焊料層142，這里，焊料層142可以包覆在磁性核心141的整個(gè)外表面上。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以通過(guò)將焊料層142電鍍到磁性核心141上來(lái)形成連接件140。然而，本發(fā)明不限于此，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所將認(rèn)識(shí)到的，通過(guò)任何方法形成的連接件140均可以應(yīng)用到本發(fā)明。
[0030]這里，可以通過(guò)諸如回流焊的高溫處理工藝將連接件140安裝在基底110的下表面上。如圖2所述，由于高溫作用，可能使球柵陣列封裝件100的邊緣，特別是基底110的邊緣發(fā)生翹曲。
[0031]根據(jù)本實(shí)施例的球柵陣列封裝件100，通過(guò)用由磁性核心141和焊料層142形成的連接件140代替現(xiàn)有技術(shù)中所使用的焊球可以減少焊料的用量，從而可以有效地防止在高溫處理球柵陣列封裝件100的過(guò)程(例如，通過(guò)回流焊將連接件140設(shè)置在基底110的下表面上和/或通過(guò)回流焊將球柵陣列封裝件100通過(guò)多個(gè)連接件140設(shè)置在例如印刷電路板的基板上的過(guò)程)中因大量焊料的流動(dòng)而導(dǎo)致的連接件140之間的接觸，因此，與現(xiàn)有技術(shù)中的使用完全由焊料(例如，錫)形成的焊球相比，可以進(jìn)一步減小連接件140之間的距離，從而可以增加引腳的數(shù)量。
[0032]另外，通過(guò)用由磁性核心141和焊料層142形成的連接件140代替現(xiàn)有技術(shù)中所使用的焊球可以防止球柵陣列封裝件100在高溫處理過(guò)程中發(fā)生翹曲。具體地講，如在下文中所將論述的，在將球柵陣列封裝件100經(jīng)由多個(gè)連接件140安裝在基板上的過(guò)程中，可以通過(guò)利用磁場(chǎng)將磁力施加到多個(gè)連接件140的磁性核心141來(lái)將因高溫處理(例如，回流焊)而導(dǎo)致的球柵陣列封裝件100的翹曲拉直，從而可以使多個(gè)連接件140與基板有效地接觸。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，磁性核心141在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的作用，其可以由鎳、鐵、鈷或它們的合金的磁性材料形成。然而，本發(fā)明不限于此，磁性核心141可以由在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力作用的任何材料形成。另外，磁性核心141可以基本上成球形。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，優(yōu)選地，磁性核心141的高度可以為連接件140高度的大約1/3-2/3。例如，當(dāng)磁性核心141和連接件140均成球形時(shí)，磁性核心141的直徑可以為連接件140直徑的大約1/3-2/3，這樣即可以確保球柵陣列封裝件100與其上將安裝球柵陣列封裝件100的基板之間的結(jié)合強(qiáng)度，又可以防止焊料量過(guò)多而導(dǎo)致連接件140之間的接觸。
[0035]雖然上述實(shí)施例描述了通過(guò)引線130將芯片120電連接到基底110的正裝芯片的形式，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于此，例如，可以將芯片120以不使用引線的倒裝芯片的方式安裝在基底110上。
[0036]圖3和圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的將球柵陣列封裝件安裝在基板上的過(guò)程的剖視圖。
[0037]下面，將參照?qǐng)D3和圖4描述將上述球柵陣列封裝件100安裝在基板200上的方法。
[0038]首先，可以準(zhǔn)備上述球柵陣列封裝件100。由于上面已經(jīng)參照?qǐng)D2對(duì)根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件100進(jìn)行了詳細(xì)的描述，所述這里將不再進(jìn)行復(fù)述。
[0039]然后，如圖3所述，將多個(gè)連接件140附著到基板200上，以使基板200面對(duì)基底110的下表面。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，基板200可以是印刷電路板。
[0040]如圖3所示，由于在將多個(gè)連接件140結(jié)合到基底110的下表面上時(shí)，球柵陣列封裝件100因諸如回流焊的高溫處理工藝而在邊緣處發(fā)生翹曲，所以位于發(fā)生翹曲處的連接件140不能附著到基板200上。
[0041]接下來(lái)，如圖4所示，執(zhí)行回流焊同時(shí)施加磁場(chǎng)E，以通過(guò)多個(gè)連接件140將基板200和基底110結(jié)合到一起。具體地講，在執(zhí)行回流焊的同時(shí)施加磁場(chǎng)E時(shí)，處于磁場(chǎng)E中的磁性核心141受到基本垂直向下的磁場(chǎng)力的作用，因此可以將因回流焊的高溫處理工藝而軟化的球柵陣列封裝件100的翹曲拉直，從而實(shí)現(xiàn)連接件140與基板200之間的有效接觸。這里，磁場(chǎng)E的方向可以基本上與基板200垂直，由此可以對(duì)磁性核心140施加垂直于基板200的向下的磁力。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，優(yōu)選地，在執(zhí)行回流焊時(shí)可以在連接件140的焊料層142熔融之前停止施加磁場(chǎng)E，這可以防止因焊料層142熔融而使得磁場(chǎng)E對(duì)磁性核心141的磁力不能有效地作用于基底110。
[0043]通過(guò)本發(fā)明的示例性實(shí)施例可見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件以及將該球柵陣列封裝件安裝在基板上的方法，設(shè)置在球柵陣列封裝件的基底上的多個(gè)連接件由磁性核心和位于磁性核心的表面上的焊料層形成，這可以減少焊料的用量，從而可以防止在高溫處理球柵陣列封裝件的過(guò)程中因大量焊料的流動(dòng)而導(dǎo)致的連接件之間的接觸。
[0044]另外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的球柵陣列封裝件以及將該球柵陣列封裝件安裝在基板上的方法，在將球柵陣列封裝件經(jīng)由多個(gè)連接件安裝在基板上的過(guò)程中，可以通過(guò)利用磁場(chǎng)將磁力施加到多個(gè)連接件的磁性核心來(lái)將因高溫處理而導(dǎo)致的球柵陣列封裝件的翹曲拉直，從而可以使多個(gè)連接件與基板有效地接觸。
[0045]盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍不限于此。在不脫離本發(fā)明的精神或教導(dǎo)的情況，可以在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明做出各種修改。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種球柵陣列封裝件，其特征在于，所述球柵陣列封裝件包括: 基底，具有第一表面以及與第一表面背對(duì)的第二表面； 芯片，位于基底的第一表面上； 包封層，在基底的第一表面上包封芯片； 多個(gè)連接件，結(jié)合在基底的第二表面上并電性連接到芯片， 其中，連接件包括磁性核心和位于磁性核心表面上的焊料層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球柵陣列封裝件，其特征在于，磁性核心由鎳、鐵、鈷或它們的合金形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球柵陣列封裝件，其特征在于，磁性核心的高度為連接件高度的 1/3-2/3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球柵陣列封裝件，其特征在于，磁性核心成球形。
5.一種在基板上安裝球柵陣列封裝件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 準(zhǔn)備如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的球柵陣列封裝件； 將所述多個(gè)連接件附著到基板上，以使基板面對(duì)基底的第二表面； 執(zhí)行回流焊同時(shí)施加磁場(chǎng)，以通過(guò)所述多個(gè)連接件將基板和基底結(jié)合到一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在基板上安裝球柵陣列封裝件的方法，其特征在于，在執(zhí)行回流焊時(shí)，在連接件的焊料層熔融之前停止施加磁場(chǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在基板上安裝球柵陣列封裝件的方法，其特征在于，在準(zhǔn)備球柵陣列封裝件的步驟中，通過(guò)回流焊將所述多個(gè)連接件結(jié)合到基底。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在基板上安裝球柵陣列封裝件的方法，其特征在于，在準(zhǔn)備球柵陣列封裝件的步驟中，通過(guò)在磁性核心上電鍍焊料來(lái)形成連接件。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在基板上安裝球柵陣列封裝件的方法，其特征在于，磁場(chǎng)的方向與基板垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在基板上安裝球柵陣列封裝件的方法，其特征在于，基板為印刷電路板。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104465583SQ201410747970
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】王玉傳 申請(qǐng)人:三星半導(dǎo)體(中國(guó))研究開(kāi)發(fā)有限公司, 三星電子株式會(huì)社