具有可變厚度模製罩的電子封裝的製作方法
2023-05-29 05:45:36
專利名稱：具有可變厚度模製罩的電子封裝的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及電子封裝，且更明確地說，涉及具有可變厚度模製罩的電子封裝。
背景技術：
在現今的電子封裝中，許多封裝被製作為材料的複合物。換句話說，封裝包含各種材料的組合，這些材料層疊在一起以形成最終產品。在製造、組裝以及操作期間，每種材料的溫度變化可能會在其中產生內部應力，這是由於每種材料的機械性質不同而造成的。舉例來說，形成電子封裝的每種材料可能具有不同的熱膨脹係數，且材料之間的熱失配可能會造成破裂、翹曲等。在製作電子封裝時，翹曲會給設計帶來很大問題。設計挑戰包含表面安裝技術的良率問題、焊球間距縮減的能力、焊球應力，以及板級可靠性。繼續在努力減少和/或消除電子封裝中的翹曲。然而，這些努力大部分是集中於在條帶級(即，在對封裝進行切割或切塊使之成為單片化單式封裝之前)減少翹曲。儘管做了這些努力，但在常規電子封裝中仍存在翹曲的問題。因此，將希望開發出可經設計以補償翹曲的電子封裝，以及製造所述封裝的方法。明確地說，將希望減少翹曲對單片化單式電子封裝造成的影響。
發明內容
為了更完整地理解本發明，現在參考以下詳細描述以及附圖。在示範性實施例中，單片化單式電子封裝具有厚度可變的模製罩。所述模製罩可包含異型表面。在本實施例的一個形式中，所述模製罩可具有隆凸設計。在其另一形式中，所述模製罩可具有凹陷設計。或者，所述模製罩可具有隆凸設計以及凹陷設計。另外，模製罩的表面輪廓補償了翹曲。在另一實施例中，提供一種減少電子封裝的單元翹曲的方法，所述電子封裝具有襯底。所述方法包含將具有多個高度的包覆模放置到電子封裝上，以及將模製化合物施加到電子封裝的襯底與包覆模之間。所述方法進一步包含允許模製化合物形成具有多個厚度的模製罩。所述方法還可包含改變模製罩的厚度。模製罩的厚度可在其中央或邊緣附近發生變化。所述方法可進一步包含基於封裝內的下伏組件來改變模製材料的厚度。封裝的勁度也可改變。在不同的實施例中，提供一種用於製作單片化單式電子封裝的方法，所述電子封裝的單元翹曲減少。所述方法包含提供電子封裝以及用模製材料將所述封裝圍封。形成模製材料的表面輪廓以補償單元翹曲。將電子封裝分離成多個單片化單式封裝。在本實施例的一個形式中，所述方法包含改變模製材料的厚度。在其另一形式中，所述方法包含改變封裝的勁度。所形成的表面輪廓可以是隆凸或凹陷。或者，所述方法可包含基於封裝內的下伏組件來改變模製材料的厚度。上述實施例有利於減少翹曲對單片化單式電子封裝造成的影響。大多數的常規電子封裝在設法減少條帶級處的翹曲，但無法減少個別封裝的翹曲。本發明能夠通過設計出模製罩以將單片化單式電子封裝囊封起來而補償翹曲。模製罩的設計是基於封裝中的下伏組件來補償單元翹曲。所述設計能適應各種封裝，因此與常規封裝相比能更好地用來減少翹曲的影響。
圖1是常規電子封裝的橫截面圖；圖2是具有可變厚度模製罩的單片化單式電子封裝的橫截面圖；圖3是受凸起式翹曲影響的電子封裝的示意圖；圖4是受凹入式翹曲影響的電子封裝的示意圖；圖5是隆凸形模製罩的立體圖；圖6是凹陷形模製罩的立體圖；圖7是隆凸形與凹陷形的組合式模製罩的立體圖；以及圖8是展示了示範性無線通信系統的框圖，在所述無線通信系統中使用具有可變厚度模製罩的電子封裝可為有利的。
具體實施例方式參看圖1，展示了常規電子封裝100。常規封裝100包含襯底102、第一裸片104，以及第二裸片106。第一裸片104是通過多個焊球或凸塊108而附接到襯底102。第二裸片106則是通過打線結合110而附接到襯底102。另外，常規封裝100包含將第一裸片104和第二裸片106圍封的模製化合物112。模製化合物112形成囊封物，或模製罩114。如所示，常規模製罩114形成有統一的厚度(即，從襯底102起到模製罩114的頂部所測量到的厚度)。由於包含模製罩114的封裝100是由不同材料形成的，因此翹曲以及其它內部應力可能會消極地影響常規封裝100，以及其安裝到(例如)印刷電路板(PCB)或其它封裝上的能力。在圖2中，展示了電子封裝200的示範性實施例，用於克服現有技術的缺點。與圖1的常規封裝100類似，圖2中的封裝200也包含襯底202、第一裸片204，以及第二裸片206。第一裸片204可(例如)通過多個微凸塊208而耦合到襯底202。同樣地，第二裸片206可通過打線結合210而耦合到襯底202。第一裸片204和第二裸片206在封裝200中的存在是示範性的，且其它電子封裝可包含額外的或不同的組件。封裝200也可包含模製化合物212 (即，模製罩)，所述模製化合物大體上圍封第一裸片204和第二裸片206。在封裝200的製作和組裝期間，通過將「包覆模」放置到封裝200上且將模製化合物212施配到封裝襯底202與「包覆模」之間以大體上圍封封裝200來形成模製罩212。模製化合物212可減少或防止溼氣以及其它汙染物影響封裝200的功能性以及可靠性。與常規封裝不同，圖2中的封裝200的模製罩可被設計成具有可變的厚度。參看圖2，例如，模製罩可經形成以包含不同部分。在第一部分214中，模製罩的厚度可較小，而在第二部分216中，模製罩的厚度可較大。在第三部分218中，模製罩的厚度可大於第一部分214的厚度，但小於第二部分216的厚度。在其它實施例中，模製罩可具有多個厚度不同的部分。模製罩的每一部分的厚度可經設計以對被預測會在封裝的所述特定位置發生的翹曲進行補償。參看圖2，第一裸片204和第二裸片206可使封裝200翹曲。為了補償由第一裸片204造成的翹曲，形成模製罩的第一部分214，從而界定空穴、凹陷或低陷。空穴的深度(例如)可經設計以補償預定量的翹曲。預先確定封裝可能經歷的翹曲量的能力可通過在製作封裝之前對原型建模並進行測試來實現。在圖2中，模製罩還經設計以補償由第二裸片206造成的翹曲。在本實施例中，模製罩的第二部分216的厚度增加(例如，隆凸形)。第二部分216的高度或厚度增加的量經設計以補償預定量的翹曲。對原型電子封裝建模並進行測試以確定封裝如何翹曲以及翹曲的量。轉向圖3，提供附接有多個焊球302的裸片300。如所示，裸片300可按凸起方式翹曲(即，「正向」翹曲)，使得裸片300中部附近的焊球302與封裝襯底(未圖示)分開。相反地，在圖4中，提供附接有多個焊球402的類似裸片400。在本實施例中，裸片400可按凹入方式翹曲(即，「逆向」翹曲)。因而，裸片400的每一端附近的焊球402可與封裝襯底(未圖示)分開。參看圖5，展示了用於補償「正向」翹曲或「逆向翹曲」的示範性實施例。在本實施例中，電子封裝500包含模製罩502，所述模製罩大體上覆蓋或圍封下伏組件506 (例如，裸片、襯底、另一封裝等)。模製罩502可由基於環氧樹脂的材料或其它已知的模製化合物材料形成。在圖5中，模製罩502包含隆凸形設計504(即，封裝中央附近的厚度增加)。模製罩502的厚度增加可使封裝的勁度增加，由此克服或抵擋封裝的這個位置中發生的內部應力。裸片(例如)可位於封裝500中央附近且被模製罩502覆蓋或圍封。通過建模以及其它測試，可確定裸片將會使封裝500在其中央附近發生翹曲。因此，模製罩502可經設計以在封裝500中央具有增加的厚度504，從而增加封裝500的勁度並補償可能發生的翹曲。另外，這種設計既可補償「正向」翹曲，也可補償「逆向」翹曲。參看圖6，提供電子封裝600的另一實施例。電子封裝600可包含模製罩602，所述模製罩大體上覆蓋或圍封下伏組件606 (例如，裸片、襯底等)。模製罩602可由基於環氧樹脂的材料或其它已知的模製化合物材料形成。在圖6的實施例中，模製罩602包含凹陷形或低陷設計604 (即，封裝中央附近的厚度減小)。模製罩602中央附近的厚度減小可有利於封裝600的勁度沿著其外邊緣而增加。這種設計既可補償「正向」翹曲，也可補償「逆向」翹曲。如上所述，模製罩設計是依據封裝中下伏組件的位置來進行。封裝可包含多個裸片和/或其它組件。每一裸片或組件可使封裝發生翹曲，且通過對原型封裝建模並進行測試，可製造出一種電子封裝並對其進行組裝，這種電子封裝具有異型的或厚度可變的模製罩以補償翹曲。示範性封裝700(例如)展示於圖7中。電子封裝700可包含多個下伏組件708，例如裸片。封裝700被設計有異型或厚度可變的模製罩702，以補償由下伏組件708造成的翹曲。在本實施例中，模製罩702包含一對隆凸形部分704以及一個凹陷形部分706。在其它實施例中，封裝700可包含一個或一個以上的隆凸形部分704和/或凹陷形部分706。模製罩702的厚度增加或減小的位置取決於封裝700中的下伏組件708的位置。通過給封裝700設計有可變厚度模製罩702，可大體上減少或消除封裝700的淨翹曲。因而，封裝700保持大體上平坦(S卩，不翹曲)，且可耦合到(例如)印刷電路板底座或另一襯底而不會因為翹曲而與其分開。圖7的封裝的另一優點是不需要額外的材料或組裝步驟便可製作和組裝所述封裝。在常規封裝中使用模製化合物來保護封裝以及其組件使之免遭溼氣以及其它環境汙染物的影響。通過使模製化合物的厚度沿著其外表面改變，模製罩還可用來保護封裝使之免於翅曲。另外，製作和組裝封裝所需的相同的製造和組裝步驟中有許多保持相同。模製化合物是在條帶級施加到封裝的，例如，在對封裝的條帶進行切割或切塊使之成為單片化單式封裝之前。因此，對於製造和組裝常規封裝來說，處理步驟是類似或相同的。上述實施例的另一優點是在單元級減少或防止翹曲的能力。如上所述，大多數的常規封裝經設計及製作以克服條帶級處的翹曲。由於電子封裝在載帶或條帶上製作時可能會翹曲，因此大多數先前的解決方案一直都集中於控制條帶級處的翹曲。雖然這很重要，但電子封裝在被切割或切塊成為單片化單式封裝之後也可能會翹曲。上述實施例可補償單元級處的翹曲，且因此克服與常規封裝相關聯的許多缺點。圖8展示了示範性無線通信系統800，在所述無線通信系統中可有利地採用具有可變厚度模製罩的電子封裝的實施例。為進行說明，圖8展示了三個遠程單元820、830和850，以及兩個基站840。應認識到，典型的無線通信系統可具有更多的遠程單元以及基站。任一個遠程單元820、830和850以及基站840都可包含例如本文所揭示的具有可變厚度模製罩的電子封裝。圖8展示了從基站840到遠程單元820、830和850的前向鏈路信號880，以及從遠程單元820、830和850到基站840的反向鏈路信號890。在圖8中，遠程單元820被展示為行動電話，遠程單元830被展示為可攜式計算機，且遠程單元850被展示為在無線本地環路系統中的固定位置遠程單元。舉例來說，遠程單元可為手機、手持式個人通信系統(PCS)單元、例如個人數據助理等可攜式數據單元，或例如儀表讀取設備等固定位置數據單元。雖然圖8說明了某些示範性遠程單元，這些示範性遠程單元可包含如本文所揭示的具有可變厚度模製罩的電子封裝，但所述封裝不限於所說明的這些示範性單元。實施例可適當地用在任何電子裝置中，在這些電子裝置中具有可變厚度模製罩的電子封裝是所希望的。雖然上文已揭示了併入了本發明的原理的示範性實施例，但本發明不限於所揭示的實施例。而是，本申請案既定涵蓋使用本發明的一般原理的本發明的任何變體、使用或修改。另外，本申請案既定涵蓋與本發明有所偏差的內容，只要它們是在本發明所屬領域中的已知或慣常做法的範圍內且屬於所附權利要求書的限制範圍內。
權利要求
1.一種單片化單式電子封裝，其包括厚度可變的模製罩。
2.根據權利要求1所述的封裝，其中所述模製罩包含異型表面。
3.根據權利要求1所述的封裝，其中所述模製罩包含低陷部分。
4.根據權利要求1所述的封裝，其中所述模製罩包含隆起部分。
5.根據權利要求1所述的封裝，其中所述模製罩包含隆凸和凹陷設計。
6.根據權利要求1所述的封裝，其中所述模製罩的表面輪廓對翹曲進行補償。
7.根據權利要求1所述的封裝，其併入到選自由以下各項組成的群組的裝置中:音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數據助理PDA、固定位置數據單元，以及計算機。
8.一種減少具有襯底的電子封裝的單元翹曲的方法，所述方法包括: 將具有多個高度的包覆模放置到所述電子封裝上； 將模製化合物施加到所述電子封裝的所述襯底與所述包覆模之間；以及 允許所述模製化合物形成具有多個厚度的模製罩。
9.根據權利要求8所述的方法，其進一步包括改變所述模製罩的厚度。
10.根據權利要求9所述的方法，其進一步包括使所述模製罩中央附近的厚度厚於所述模製罩邊緣附近的厚度。
11.根據權利要求9所述的方 法，其進一步包括使所述模製罩邊緣附近的厚度厚於所述模製罩中央附近的厚度。
12.根據權利要求9所述的方法，其進一步包含基於所述封裝內的下伏組件來改變所述模製材料的厚度。
13.根據權利要求8所述的方法，其進一步包括改變所述封裝的勁度。
14.根據權利要求8所述的方法，其併入到選自由以下各項組成的群組的裝置中:音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數據助理PDA、固定位置數據單元，以及計算機。
15.一種製作單元翹曲減少的單片化單式電子封裝的方法，所述方法包括: 提供電子封裝； 用模製材料將所述電子封裝圍封； 形成所述模製材料的表面輪廓以補償單元翹曲；以及 將所述電子封裝分離成多個單片化單式封裝。
16.根據權利要求15所述的方法，其進一步包括在所述多個單片化單式封裝中的一者的中央或邊緣附近增加所述模製材料的厚度。
17.根據權利要求15所述的方法，其中所述所形成的表面輪廓包含隆凸或凹陷形狀。
18.根據權利要求15所述的方法，其進一步包括改變所述封裝的勁度。
19.根據權利要求15所述的方法，其進一步包含基於所述封裝內的下伏組件來改變所述模製材料的厚度。
20.根據權利要求15所述的方法，其併入到選自由以下各項組成的群組的裝置中:音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數據助理PDA、固定位置數據單元，以及計算機。
21.一種形成單片化單式電子封裝的方法，其包括:提供電子封裝； 用模製材料將所述電子封裝圍封； 用於補償單元翹曲的步驟；以及 將所述電子封裝分離成多個單片化單式封裝。
22.根據權利要求21所述的方法，其進一步包括改變所述封裝的勁度。
23.根據權利要求21所述的方法，其進一步包含基於所述封裝內的下伏組件來改變所述模製材料的厚度。
24.根據權利要求21所述的方法，其併入到選自由以下各項組成的群組的裝置中:音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數據助理PDA、固定位置數據單元，以及計算機。
全文摘要
一種具有改善的翹曲補償的電子封裝。所述電子封裝包含厚度可變的模製罩。可變的厚度可具有隆凸或凹陷設計。在另一實施例中，提供一種方法，用於通過設計模製罩的構形以補償翹曲來減少電子封裝的單元翹曲。
文檔編號H01L23/31GK103098202SQ201180043606
公開日2013年5月8日 申請日期2011年9月14日 優先權日2010年9月14日
發明者維卡·拉馬杜斯, 戈帕爾·C·傑哈, 克里斯多福·J·希利 申請人:高通股份有限公司