CN103996532A - 相互交叉芯片电容器组件 - Google Patents

Abstract

一种相互交叉芯片电容器（IDC）组件8，该组件包括：具有半导体块的IDC10以及基板60，该半导体块具有顶部12、与顶部12相对的底部14、在顶部12和底部14之间延伸的多个侧壁部16、18、20、22，以及位于侧壁部16、18、20、22上的多个端子32、34、36；基板60具有顶部61，顶部61上有多个大体上平坦的竖直延伸非导电邻接表面165、213，IDC10的16、18、20、22与所述多个邻接表面165、213中的至少一些邻接接合。

Description

相互交叉芯片电容器组件

技术领域

背景技术

相互交叉芯片电容器（或叉置芯片电容器），也简称为“相互交叉电容器”或者IDC，是表面安装的无源电路器件。ICD可以安装在不同基板上（包括陶瓷和有机基板）。这些器件通常具有类似矩形块的形状，具有平坦的顶部和底部以及四个平坦侧壁部。在典型的实施方式中，IDC端子或者“区域（land）”是焊料的细长条，其以隔开关系设置在IDC侧壁上。这些端子通常从IDC的底部延伸到顶部。各端子的大体平坦外表面可以或多或少与其所处的侧壁平齐。

具有侧壁端子的IDC要安装在其上的电基板在其顶表面上设置有多个接触垫。这些基板接触垫按照对应于IDC上端子的图案的矩形图案排列。基板上的接触垫初始通常通过丝网印刷被涂覆焊膏。接着，如通过使用拾取-放置机器将IDC放置在基板上。IDC端子的底端接触基板接触垫上的焊膏。基板和IDC接着被放置在回流炉中，在此IDC端子的焊料和基板接触件上的焊膏被回流（熔化）以将IDC端子焊接到基板接触垫。

发明内容

附图说明

图1是从顶部角度拍摄的安装在电基板上的IDC的照片。

图2是从顶部正面角度拍摄的安装在电基板上的另一个IDC的照片。

图3是安装在电基板上的IDC的示意等距图，在覆盖基板接触垫的焊带之间设置有坝状物。

图4是图3的IDC和基板的示意顶部平面图。

图5是图3的IDC和基板的示意侧视图。

图6是图3的IDC和基板的示意端视图。

图7是其上具有多个凹进部的电基板的示意等距图。

图8是图7的其上安装有IDC的基板的示意等距图。

图9是其上具有多个凹进部的另一个电基板的示意等距图。

图10是图9的其上安装有IDC的基板的示意等距图。

图11是其上具有中心凹进部的电基板的示意等距图。

图12是图11的其上安装有IDC的基板的示意等距图。

图13是将IDC上的端子与基板上的接触垫对齐的方法的流程图。

图14是防止将IDC上的端子与基板上的接触垫连接的焊料造成相邻端子之间短路的方法的流程图。

具体实施方式

总体来说，本说明书公开图3的相互交叉芯片电容器（“IDC”）组件8。组件8包括IDC10，IDC10具有顶部12、与顶部12相对的底部14、在顶部12和底部14之间延伸的多个侧壁部16、18、20、22[这些在说明书中以后被称为端部和侧部]。多个端子32、34、36等位于侧壁部16、18、20、22上。组件8还包括基板60，基板60具有顶部61，顶部61上具有多个大体平坦的竖直延伸的邻接表面165（图3）、215（图7）等，IDC10的侧壁部16、18、20、22邻接地接合多个邻接表面165（图3到图6）或者215（图7）中的至少一些。

因而已经大体上描述了IDC组件8，现在将更详细描述这种组件及其制造方法和其变化。

图1是从顶部角度拍摄的以错位关系安装在电基板60上的相互交叉芯片电容器（“IDC”）10的照片。IDC10具有矩形块状形状，其具有大体上平坦的顶部12和底部14。IDC10具有大体上平坦的第一端部16和第二端部18，以及大体上平坦的第一横向侧部20和第二横向侧部22，它们在此总称为侧壁部16、18、20、22。从IDC10的顶部12延伸到底部14的多个IDC端子32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58以隔开关系安装在侧壁部16、18、20、22上。

如图1中进一步示出的，基板60具有平坦的顶表面61，其上面排列有多个基板接触垫62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88。接触垫62、64等可以由铜或者其它导电金属形成，按照矩形图案排列，矩形图案的内周对应于IDC10的外周。接触垫62、64等被配置为与对应的IDC端子32、34等对准。

如图1还例示的，焊珠（solder bead，在此也称为“焊带”）102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、128设置在各个基板接触垫62、64等的顶部。焊珠102、104等由初始地施加到接触垫62、64等的焊膏（未示出）形成，并且随后被回流以提供图1的照片中示出的焊珠102等。在理想位置，IDC端子32等均会与对应的基板接触垫62等直接相对地定位，并且位于各个接触垫62、64等上的焊珠102等会仅仅接触对准的IDC端子32等。在图1的照片中，IDC10的位置从这个理想位置稍微扭曲。

图2是与图1所示不同的IDC/基板安装尝试的照片。图2照片中示出的IDC10和基板60基本上与图1照片中示出的那些相同，但是在两个照片中，IDC10和基板60之间的错位有些不同。在图1中使用的针对各种部件的相同附图标记也在图2中使用。

申请人已经发现IDC10和基板60之间的错位可以由IDC10在基板60上的初始不准确放置造成，或者可以由基板到回流炉的运动期间IDC10的移位运动造成，或者可以由回流加热期间IDC10在熔化焊料上的“漂浮”造成，或者可以由其它原因造成。与错位（或未对准）关联的各种缺陷在图1和图2这些照片中示出。例如，在图1中，IDC10的横向侧壁部22附近的焊珠106、108不与对应的IDC端子36、38接触。并且，在相对横向侧壁部20上，IDC10抵靠在与接触垫86和88关联的焊珠126、128的顶部，使得对应的IDC端子56、58几乎不或者不与焊珠126、128接触。在图2中，看上去在接触垫64上的焊珠104与关联的端子34错位使得其接触端子32和34两者。并且，IDC10向图2中的左侧移位得如此远使得在左侧22的IDC端子定位在关联的焊珠上面而不是在旁边，并且与IDC侧壁部20关联的焊珠122、124、126、128不与关联的IDC端子接触。本领域技术人员将理解的是焊珠和IDC端子之间的任何这种间隔将导致开路并且其中焊珠接触两个端子或者相邻焊珠的任何情形将导致短路。在这些情形的任何一个下，IDC10将出故障。

申请人对与图1和图2的照片关联的问题的方案在图3到图8中例示。图3到图5使用与图1和图2中使用的相同附图标记来指示IDC10和基板60的各个部件。在图7和图8中，尽管用与图1到图5中使用的附图标记相同的附图标记描述IDC10，但基板的结构不同，并且对基板使用不同的附图标记。

参照图3到图6，可见在IDC10的各侧，在每个相邻对的基板接触垫（例如，图4的62、64）和与这些接触垫关联的珠子102、104等之间放置坝状物162、164、166...178、180。各坝状物162、164等可以具有比相邻焊珠102、104等的高度大的高度，并且可以与焊珠102、104等大致共同延伸。在一个实施方式中，各坝状物162、164等是相邻焊珠102、104等的高度的二到三倍。可以使用各种技术来提供坝状物162、164等。坝状物162、164等由诸如阻焊剂或者硅的非导电材料构成。通过在相邻的基板接触垫62、64等之间分配诸如硅酮材料的非导电、高粘性材料，可以形成坝状物162、164等，或者替代地可以通过在将焊膏施加于接触垫62、64等之前对这些材料进行丝网印刷来形成。用于形成坝状物162等的材料在回流加热期间可以与焊膏一起固化。在一个实施方式中，坝状物162等具有大约200μm到300μm的高度，并且焊膏高度是大约90μm。坝状物162等的一个目的是防止相邻焊珠102、104等流到一起或者流到与IDC10上的多于一个端子32、34等接触。坝状物162等的另一个目的是通过提供相对高的邻接表面来将IDC10保持在相对于基板60接触垫62、64等的期望位置，IDC10的侧壁部（以上不使用“部”，除了第一张照片）16、18、20、22可邻接和对准接触于邻接表面。

图7和图8例示放置IDC10与基板210正确对齐以及分离焊珠282、284等的方式，使得每个珠子仅仅与IDC10上的其对应的端子36接触并且使得焊珠282、284等从不彼此短接。如图7最佳地示出，电基板210具有顶部212，其具有平坦的上表面214。在顶部212上形成具有与IDC10相同面积的大的中心凹陷部220。中心凹陷部220具有从其向外延伸的多个较小凹陷部或者狭槽222、224、226、228...248。基板接触垫62、64等可以位于各狭槽222、224等的水平表面，即，底部，并且可以具有与关联的狭槽大致相同的长度和宽度。由大的中心凹陷部220和向外突出的狭槽222、224等提供的空穴限定多个大体矩形的隔开的凸起部213、215、217...229、231。中心凹陷部220和狭槽222、224等限定围绕中心凹陷部220的周边的多个竖直壁表面272、274、276等。这些竖直壁表面272、274、276等提供邻接表面，IDC10的侧壁16、18、20、22与邻接表面邻接接触，以放置IDC10的端子32、34等与接触垫62等和基板210上的关联的焊珠适当对准（如以下描述）。大的中心凹陷部220的深度和各个向外突出狭槽222等的深度可以是相同的，并且在一个实施方式中可以是要安装在基板210上的IDC10的厚度（高度）的大约三分之一。在其他实施方式中，中心凹陷部分220和狭槽222等的深度可以彼此不同并且可以大于或者小于IDC10的厚度（高度）的三分之一。

如图8所例示，焊珠282、284、286等形成在各接触垫62、64等上，以将各接触垫连接到IDC10上的关联的端子32、34等。焊珠282、284等在图8所示的实施方式中延伸得比基板210的平坦上表面214略高。在其它实施方式中，焊珠282等不延伸得与平坦上表面214一样高。焊珠282等通过分配在狭槽222、224等中的焊膏的回流形成。

在图3到图6的IDC组件8和图7和图8的IDC组件9两者中，IDC10的侧壁16、18、20、22中的至少两个接合与基板60或者210上的接触垫62、64等具有固定关系的邻接表面。这个接合提供IDC10上的端子32、34等和基板接触垫62、64等之间的正确对齐。在基板60或者210上提供邻接表面的所公开的结构还用于包含焊珠102、104或者282、284等，并且限制焊珠在焊料回流期间仅仅与正确的端子32、43等接触。因而，防止在相邻的焊珠102、104等和282等之间的桥接焊料流（其导致短路和开路）。

图9和图10例示另一IDC组件7。在这个组件7中，基板310具有顶部312，顶部312具有平坦顶表面314。在顶部312中形成具有与IDC10大致相同面积的大的中心凹陷部320。多个较小的凹陷部或者凹槽322、324、326等从大的中心凹陷部320横向向外延伸。凹槽322、324、326等限定多个向内突出的指状物370、372、374等。在一个实施方式中，凹槽322、324、326等比中心凹陷部320略深，例如，深2-3μm。在各指状物370等上形成有接触垫342、344、346等。在各接触垫342等的顶部形成焊珠带406、408等。如图10中所例示，各指状物，例如372和关联的接触垫（图10中不可见）和焊珠带，例如408，与放置在中心凹陷部320中的IDC10的端子例如38对准。IDC10可以与以上参照图7和图8描述的IDC10大致相同。IDC10的侧壁部16、18、20、22与基板上限定中心凹陷部320的两个或者更多个壁邻接接触，因而以与基板310的适当线性和角度关系放置IDC10，并且将IDC10的端子32、34等与对应的接触垫342、344等和焊珠带404、406等对齐。在这个实施方式中，如前所提到的，将焊珠带404等分开的凹槽322等比中心凹陷部320略深。因此，凹槽322等用作存储库，其束缚并保持并且隔离在焊膏施加期间可能从焊珠带404横向流动的或者可能稍微横向偏移的任何焊料。因而，在这个结构中，凹槽322等防止与多于一个端子或者与相邻焊珠接触的焊珠关联的短路。中心凹陷部的竖直侧壁与IDC10的侧壁16、18、20、22之间的邻接接触确保焊珠带404等和IDC10的端子32、34等之间的正确对齐。中心凹陷部320的尺寸可以比IDC10的面积尺寸略大，以允许IDC10容易插入到凹陷部320中，然而不大到以至于破坏端子32、34等和焊珠带404等之间的精密对齐。在一个实施方式中，凹陷部320的长度和宽度尺寸比IDC10的长度和宽度尺寸大大约5%到10%，并且凹陷部320的深度是IDC10的高度（厚度）的大约30%.

在另一个实施方式中，如图11和图12所示，IDC组件5包括IDC10，其可以与先前描述的实施方式的那些IDC相同；以及基板510。基板510具有顶部512，顶部512具有大体上平坦的顶表面514。大的中心凹陷部520设置在基板510的顶部中。这个中心凹陷部520不同于先前描述的实施方式中的那些，它不具有从其向外延伸的狭槽。接触垫532、534、536等在与IDC10上的端子32、34、36等的位置相对应的位置处设置在基板510的顶表面514。焊珠带564、566、568等由焊膏带形成，可以以丝网印刷或者以其它方式在接触垫532等的顶部提供焊膏带。限定凹陷部520的竖直侧壁524、526、528、530提供邻接表面，其接合由IDC10的IDC侧壁16、18、20、22提供的对应邻接表面，以与基板510适当地成角度和线性地将IDC10定位。在IDC10上的端子32、34等因而被放置为与在接触垫532、534等上方形成的焊珠带564、566、568等对齐。

图13是将IDC上的端子与基板上的接触垫对齐的方法的流程图。该方法包括，如在602所示，在相邻对接触垫之间形成至少一个竖直延伸邻接表面。该方法还包括，如在604所示，将IDC的至少一个侧壁部推动以与基板上的至少一个邻接表面邻接接合。

图14是防止将IDC上的端子与基板上的接触垫连接的焊料造成相邻端子之间短路的方法的流程图。该方法包括在接触垫上形成焊珠带，如在612所示。该方法还包括，如在614所示，将焊带和端子中的至少一个与相邻的焊带和端子隔离。

尽管在此详细并且明确公开了相互交叉芯片电容器组件及其关联方法的特定实施方式，但是在阅读本公开之后，这种组件和方法的各种其它实施方式对于本领域技术人员将是明显的。旨在广义地解释所附的权利要求，以除了由现有技术限制的范围之外覆盖全部这些替代的实施方式。

Claims (20)

1.一种相互交叉芯片电容器即IDC组件，该组件包括：

IDC，该IDC包括：

半导体块，具有顶部、与所述顶部相对的底部和在所述顶部和所述底部之间延伸的多个侧壁部；以及

位于所述侧壁部上的多个端子；以及

基板，所述基板包括顶部，所述顶部具有在其上多个非导电竖直延伸的邻接表面，所述IDC的所述侧壁部与所述多个邻接表面中的至少一些邻接地接合。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述基板还包括：

按照与所述IDC的所述多个端子对应的预定图案排列的多个接触垫；以及键合到所述多个接触垫和所述多个端子的多个焊珠。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述邻接表面中的至少一些定位在所述多个焊珠的相邻焊珠之间。

4.根据权利要求1所述的组件，其中，所述基板顶部包括由多个凹陷壁部限定的中心凹陷；所述邻接表面包括所述多个凹陷壁部。

5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述中心凹陷具有与所述半导体块的所述底部对应的面积。

6.根据权利要求4所述的组件，其中，所述基板顶部包括从所述中心凹陷向外突出的多个凹槽。

7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述基板包括：

按照与所述IDC的所述多个端子对应的预定图案排列的多个接触垫；以及键合到所述多个接触垫和所述多个端子的多个焊珠；

其中，所述多个接触垫位于所述多个凹槽中。

8.根据权利要求6所述的组件，其中，所述基板包括：

按照与所述IDC的所述多个端子对应的预定图案排列的多个接触垫；以及键合到所述多个接触垫和所述多个端子的多个焊珠；

其中，所述多个接触垫中的每个与所述多个凹槽中的至少一个相邻。

9.根据权利要求8所述的组件，所述多个非导电竖直延伸的邻接表面包括所述焊珠的表面部。

10.根据权利要求8所述的组件，其中，所述多个凹槽均具有比所述中心凹陷的深度大的深度。

11.一种将在相互交叉芯片电容器即IDC上的端子与基板上的接触垫对齐的方法，该方法包括以下步骤：

在所述接触垫中的相邻接触垫之间形成至少一个竖直延伸的非导电邻接表面；以及

将所述IDC的至少一个侧壁部推动以与所述基板上的至少一个邻接表面邻接接合。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述形成至少一个邻接表面包括形成以遵循所述IDC的形状的预定图案排列的多个邻接表面。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述形成至少一个邻接表面包括形成至少两个邻接表面，所述至少两个邻接表面均比位于所述两个邻接表面之间的接触垫上设置的焊珠高。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述形成至少一个邻接表面包括在所述接触带的相邻接触带之间形成非导电坝状物。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述推动所述IDC的至少一个侧壁部与至少一个邻接表面邻接接合包括推动所述IDC的两个侧壁部与所述基板上的两个邻接表面邻接接合。

16.一种防止将相互交叉芯片电容器即IDC上的端子与基板上的接触垫连接的焊料造成相邻端子之间的短路的方法，该方法包括以下步骤：

在所述接触垫上形成焊带；将所述焊带和所述端子中的至少一个从相邻的焊带和端子隔离。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述隔离包括：将所述焊带和所述端子中的至少一个与在所述基板上设置的至少一个大体竖直壁隔离。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述将所述焊带和所述端子中的至少一个与在所述基板上的至少一个大体竖直壁隔离包括将所述接触垫和所述焊带放置在狭槽中。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述将所述焊带和所述端子中的至少一个隔离包括将所述接触垫和所述焊带放置在两个狭槽之间的凸起部上。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述将所述焊带和所述端子中的至少一个从相邻的焊带和端子隔离包括将所述IDC的侧壁移动到与在所述基板上设置的所述至少一个大体竖直壁邻接接触。