CN1240566A - 安装电子器件的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种构成印刷电路板上晶片的温度补偿衬底的方法和装置,其中温度补偿装置完全或部分地插入印刷电路板上的一个凹座中。晶片设置在温度补偿装置之上。该温度补偿装置包括嵌入晶片下方支承板中的一个金属片。在支承板上表面和金属片上表面覆盖有一层铜。铜层的厚度和金属片的厚度是经过设计的,使得铜层上表面的线性膨胀系数等于或略大于晶片的线性膨胀系数。该温度补偿装置可以与上述结构不同,包括嵌入晶片下方支承板中的一个模块。在支承板上覆盖有一薄层绝缘层,使得该绝缘层的线性膨胀系数不会显著地影响温度补偿装置所得到的线性膨胀系数。

Description

安装电子器件的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种在印刷电路板上用以构成电子器件的温度补偿衬底的装置和方法。
现有技术状态
按照现有技术，印刷电路板由多层适用材料构成。其接地层被称为例如支承板，可以用黄铜或FR4环氧玻璃制成。在支承板之上，其余各层排列为例如一层或多层布图层(pattern layer)，这些层由适合的导电材料例如铜制成。
其中，使用了三种不同的已知方法来制造印刷电路板：电镀、成形铣削和蚀刻。
电镀就是在印刷电路板的一层上电镀一种适合的导电物质，例如铜。
成形铣削就是在印刷电路板上铣削出所需轮廓，例如凹座和接触焊点。电子器件，例如晶片，可以与印刷电路板上的接触焊点连接。
蚀刻就是将印刷电路板上不需要的电镀部分腐蚀掉，从而使所需导电图案从该层中呈现出来。蚀刻出的导电图案可以是印刷电路板上接触焊点之间的电连接件，所说连接件也称为导体。
在某些情况下印刷电路板中的电镀细部可以用适合的化合物、例如镍或金进行表面处理，以保护这些细部不被腐蚀和形成可软焊的表面。
印刷电路板用作一个支承板以使电子器件定位，印刷电路板包括上述按照需要将这些器件相互电连接的导体。所述器件例如可以是晶片、放大器、变压器、电阻器、电容器和电感器。
印刷电路板上的接触焊点用于将电子器件与印刷电路板上的导体连接，印刷电路板包括一些连接端子，外部器件可以通过它们与印刷电路板相连，进而与印刷电路板上的所需器件相连。
印刷电路板可以制造有被称为多层板的若干布图层(多层)。这种多层板包括多层被称为布图层的金属层，例如铜层，它们彼此之间用介电绝缘层，例如用PTFE(聚四氟乙烯)层隔开。这些金属层借助于在被连接的各层之间延伸的、被称为连孔的电镀通孔相互电连接。
绝缘层使金属层彼此绝缘以防止它们在蚀刻金属层的过程中短路。在金属层与绝缘层之间的层压箔将它们彼此固定在一起，从而它们不会彼此滑动。这种层压箔可以由例如PFA化合物(PerFluoroAlcoxy)构成。
晶片是设置在印刷电路板接触表面上的一个电子电路。晶片上包括将晶片与接触表面连接的接点。这些接点可以包括例如被称为焊点的焊接表面或晶片上的隆起。
晶片通过导线、例如铝焊接导线与电路印刷层上的导体相连。所说焊接导线连接在晶片的焊接表面与印刷电路板的导体之间。
在晶片是所谓倒装晶片的情况下，在倒装晶片的焊接表面内形成有隆起，即“凸起”，倒装晶片就用其隆起放置在布图层的导体上。
MCM模块(多晶片模块)包括多个晶片，例如5至6个晶片。可以将一个或若干MCM模块集成在一个较大的印刷电路板，即所谓的母板上。MCM模块可以嵌入一个包括位于晶片连接点之上的切口的外壳中。
一般来说，晶片对于衬底在长度方向的膨胀是敏感的，在温度变化过程中会在晶片和衬底中发生长度膨胀。
当例如电流在印刷电路板上的电路中流动引起电路变热时，就会发生温度变化。这种温度变化使电路变热，同时热量还传递到电路衬底。
一般来说，晶片和衬底的长度膨胀系数是不同的，从而当温度变化时晶片和衬底发生不同程度的膨胀，从而导致在晶片中产生较大的张力，进而容易断裂。
由于印刷电路板中的支承板具有与晶片长度膨胀系数不同的长度膨胀系数，所以在冷启动过程中当电流接通通过晶片并且当热量在晶片中耗散时，直接设置在印刷电路板之支承板上的晶片特别易于产生裂缝。
为了防止晶片破裂，已知在晶片与支承板之间设置一种材料，其长度膨胀系数等于或略微大于晶片，从而在晶片与支承板之间形成一个温度补偿表面。
理论上说，理想的状态是使用具有与晶片相等的长度膨胀系数的一种材料，但是使用具有比晶片略大的长度膨胀系数的一种材料是更加方便的。然而，晶片可能被压缩，而不是膨胀。所以在衬底中所得的长度膨胀系数不能小于晶片的长度膨胀系数，因为在这种情况下，当温度变化时，晶片衬底的膨胀不会象晶片那样大，从而晶片发生膨胀。
晶片是在高温下例如通过焊接或粘结将晶片固定到衬底上而安装在衬底上的，在这个温度下，晶片和衬底彼此之间是没有张力的。在冷却的过程中衬底比晶片收缩得更多，因为衬底比晶片具有略大的长度膨胀系数，衬底使得晶片被压缩，从而在正常室温下晶片处于压缩状态。这样使得当温度上升时晶片不会膨胀，并且衬底膨胀大于晶片，因为晶片在开始时已经处于压缩状态。
用GaAs(砷化镓)制成的晶片，即砷化镓晶片是非常脆的，因而比用硅制成的晶片(硅晶片)对于衬底的长度膨胀要敏感得多。砷化镓晶片主要用于高频系统中，其电路工作频率大于1千兆赫兹(Ghz)。
根据现有技术，可以通过在钼板或钨板的两面电镀一层铜来形成温度补偿表面，钼和钨的化合物具有较低的长度膨胀系数(在4-5ppm/℃)之间，从而当温度变化时，这些化合物膨胀非常小。
所形成的铜-钼-铜模块或铜-钨-铜模块的长度膨胀系数为例如6.5ppm/℃，这个值接近砷化镓晶片的长度膨胀系数。所形成模块的一个铜侧焊接或粘结到支承板上，晶片焊接或粘结到电路板的另一铜侧。这种铜-钼-铜模块或铜-钨-铜模块构成固定的独立单元。
上述方法的缺点是所说铜-钼-铜模块或铜-钨-铜模块构成固定的独立单元，使得对于晶片下面的印刷电路蚀刻更加困难。
还已知将晶片直接安装到由铝-硅-碳模块、即一种AlSiC模块制成的衬底上，这种衬底还被称为复合衬底，其上侧的长度膨胀系数接近于晶片的长度膨胀系数。当晶片为GaAs晶片时，使用其上侧长度膨胀系数为例如6.5ppm/℃的复合衬底，例如AlSiC衬底。
现有技术中的另一种方法是用钼板或钨板制成整个支承板，在其两面电镀铜层，这种支承板的长度膨胀系数与GaAs晶片的长度膨胀系数相似。晶片焊接或粘结到支承板的其中一个铜侧上。这种方法的一个缺点是使用钼和钨的成本昂贵。
专利JP-6061358中公开了使用PFA材料作为一种介电材料用于印刷电路板的导电层之间的绝缘。
专利US-A-5172301公开了一种方法，参见其图3，其中，一个冷却体314的模制柄头314b放置在印刷电路板306上挖出的凹座312中。一个器件302放置在冷却体314相反侧的凹座312之上，柄头314b将在器件302中产生的热量导出到冷却体314。
发明的描述
本发明所要解决的一个问题是为印刷电路板上的晶片提供一种简单的、低成本温度补偿衬底，并为制造这种温度补偿衬底提供一种简单的、低成本方法。
另一个问题是提供一种紧凑方案，使得温度补偿衬底上的晶片占用印刷电路板上较小的空间。
因此，本发明的一个目的是在印刷电路板中为晶片提供一种简单的、低成本温度补偿衬底，并提供制造这种温度补偿衬底的一种简单的、低成本方法，该系统包括紧凑地设置在印刷电路板中温度补偿衬底上的晶片。
为了实现这些目的，本发明使用了完全或部分地插入晶片下方支承板中的一个温度补偿装置。本发明还使用例如一个PFA层，使其同时用作印刷电路板各金属层之间的绝缘材料和层压材料。
更具体地说，该方法包括将完全或部分地插入支承板中的温度补偿装置。利用一层粘胶将绝缘层固定在所说温度补偿装置上，在所说绝缘层上电镀一层适合的金属例如铜作为布图层。
粘结层可以是例如一层PFA材料。所说PFA层也可以直接用作绝缘层，因此这层PFA基质被同时用作绝缘层和粘结层。
在布图层蚀刻出电路导体，将晶片与所说导体相连，使得所说晶片设置在所说温度补偿装置的顶部。根据本发明，绝缘层相对于其它层来说是比较薄的，该绝缘层的长度膨胀系数不会明显地影响温度补偿装置的长度膨胀系数。
所说温度补偿装置包括插入晶片之下的支承板中的一个金属片，例如钨或钼片，金属片的上表面与支承板的上表面齐平。一个金属层，例如铜层利用一层胶固定于支承板的上表面和所说金属片的上表面。
金属层和金属片的厚度是这样设计的，使得所得的长度膨胀系数等于或略大于位于该金属层上侧的晶片的长度膨胀系数，所说上侧正位于所说晶片下方。这个上侧最接近晶片。因为所说金属层上侧的长度膨胀系数接近晶片的长度膨胀系数，所以当温度变化时晶片和该装置几乎相等地膨胀，从而晶片不会破裂。
按照另一种实施方式，所说温度补偿装置可以包括一个模块，例如如上所述的铜-钨-铜模块、或如上所述的铜-钼-铜模块、或者如上所述的AlSiC模块。将模块插入晶片下方的支承板中，模块的上侧与支承板的上侧齐平。
本发明的一个优点是温度补偿装置被完全或部分地插入支承板中，所以印刷电路板是紧凑的。
本发明的另一个优点是这种温度补偿装置的制造是简单和低成本的，因为仅仅将一小片金属插入支承板中。
再一个优点是本发明装置的制造时间很短，因为本发明使用了众所周知的技术和材料，它们在市场上很容易得到。
又一个优点是在印刷电路板的各金属层之间直接使用了PFA层，从而使印刷电路板较薄，而且各层之间具有良好的粘结性。
本发明的另一个优点是当在支承板中使用一个插入模块时，能够蚀刻晶片下方的布图层，而不会使下面的模块短路。
再一个优点是所说温度补偿装置可以设置在印刷电路板支承板中的希望放置晶片的任何位置。
下面将借助于优选实施例并参照附图进一步详述本发明。
附图简介
图1为与包括本发明的温度补偿装置的一个印刷电路板相连的一个晶片的示意性剖面视图，
图2为该晶片的示意性顶视透视图，
图3为图1所示的晶片和印刷电路板的顶视示意图，
图4为一个倒装晶片的示意性底视透视图，
图5为安装在本发明印刷电路板之温度补偿装置上的倒装晶片的示意性剖面视图，
图6为图5所示倒装晶片和印刷电路板的示意性顶视图，
图7为安装在本发明印刷电路板上之另一种温度补偿装置上的倒装晶片的示意性剖面视图，
图8表示图7所示的倒装晶片和印刷电路板，根据本发明在印刷电路板上集成有一个接地层，
图9为根据本发明形成的包括一个凹座的一个支承板的示意性顶视图，
图10表示沿图9所示支承板中剖面线A-A所作的剖面图，
图11表示沿图9所示支承板中剖面线A-A所作的剖面图，根据本发明一个金属片放置在凹座中，
图12表示沿图9所示支承板中剖面线A-A所作的剖面图，根据本发明一铜层利用一层粘胶固定在支承板和金属片上，
图13表示沿图9所示支承板中剖面线A-A所作的剖面图，根据本发明在铜层之上形成有一电镀绝缘层，
图14表示沿图9所示支承板中剖面线A-A所作的剖面图，根据本发明所说电镀绝缘层包括一个晶片凹座，
图15表示沿图9所示支承板中剖面线A-A所作的剖面图，根据本发明在所说晶片凹座中放置了一个晶片，
图16示意性地表示包括本发明温度补偿装置的印刷电路板的剖面图，
图17为图16所示印刷电路板的示意性顶视图，
图18示意性表示设置在本发明印刷电路板之温度补偿装置上的倒装晶片的剖面图，
图19示意性表示本发明印刷电路板上的另一种温度补偿装置的剖面图，
图20示意性表示设置在本发明印刷电路板上的另一种温度补偿装置上的倒装晶片的剖面图，
图21表示图20所示的印刷电路板，根据本发明在该印刷电路板上集成有一个接地层。
优选实施例
下面将参照图1-3描述本发明的实施例。
图1表示设置在印刷电路板3上的一个晶片1。印刷电路板3包括一个支承板5、一个温度补偿装置4、一个绝缘层9和一个布图层11。
晶片1的长度为l1、宽度为b1，并具有上表面13。晶片1包括四个焊接表面15，这些焊接表面被称为焊点，如图2所示，所说焊接表面15设置在晶片的上表面13上。
焊接表面15的数量并不限于四个，而可以更多或更少。该附图表示了晶片上表面13上的焊接表面15位置的一个示例，这些焊接表面15围绕晶片中心对称设置。
例如铝导线的导线17，即焊接导线的第一端19通过焊接连接在晶片的焊接表面15上，导线17的与第一端19相反的第二端与印刷电路板的一个导体连接，晶片1通过导线17与印刷电路板的其它器件相连。在图2中仅仅表示出一根导线17。
印刷电路板3的底层构成所说支承板5，所说支承板5由适合的物质例如黄铜或FR4环氧玻璃制成。支承板5的厚度为t1，其具有一个下表面和一个上表面21。支承板5包括形成在上表面21中的一个凹座23，所说凹座23的深度为t2，该深度小于支承板的厚度t1，如图1所示。
温度补偿装置4包括一个金属片25，一薄层PFA粘结层27和一铜层29。
金属片25设置在凹座23中，金属片25的下表面31用一薄层粘胶物质24，例如PFA(PerFluoroAlcoxy)固定在凹座23上。金属片25的上表面33与金属片的下表面31相反，它与支承板的上表面21齐平，如图所示。
为了清楚起见，与在其它附图中一样，印刷电路板3的各层被放大表示了。
因为金属片25完全插入支承板5中，所以本发明构成了印刷电路板3中的一种紧凑的温度补偿装置4。
金属片25用例如钨或钼制成，其厚度为two，金属片的长度等于凹座23的长度，金属片的宽度等于凹座23的宽度，金属片的长度大于或等于晶片的长度l1，金属片的宽度大于或等于晶片的宽度b1。
铜层29的厚度为tcu，铜层的下表面35利用粘结层27固定在支承板的上表面21和金属片的上表面33上。
绝缘层9镀覆在具有布图层11的上表面39上，布图层11由一种导电材料、例如铜构成。绝缘层9的与其上表面39相反的下表面41朝向了铜层的与该铜层下表面35相反的上表面37，如图所示。
利用粘结层将所说绝缘层9与所说铜层29固定在一起。例如，利用一层PFA作为粘结层。绝缘层9也可以用PFA材料制成，这种PFA材料同时用作绝缘层9和粘结层。
在必要时，可以在上述布图层11之上设置若干层镀有布图层的绝缘层，从而在印刷电路板中形成若干层。在下面的示例中，为了便于清楚地解释本发明，仅仅使用了一层布图层11。
在绝缘层9中形成有一个晶片凹座43，晶片凹座的底部包括一部分铜层29，如图所示。所说晶片凹座43设置在金属片25的顶部，晶片凹座43的长度大于或等于晶片l1的长度，晶片凹座43的宽度大于或等于晶片的宽度b1。
布图层11包括蚀刻的导体45，如图3所示，所说导体45不与所说晶片凹座43接触。
晶片1设置在金属片25之上的晶片凹座43中，晶片的下表面通过例如粘结或焊接固定在铜层29上，参见图1。
按照这种方式，晶片1设置成与构成所说温度补偿装置上表面的铜层的上表面37相邻。
如上所述，导线17的第一端19连接在晶片的焊接表面15上，它们的第二端连接在布图层11的导体45上，如图3所示。图3为放置在晶片凹座43中并通过导线17与导体45相连的晶片1的顶视图。
图3表示印刷电路板3上导线17的位置的一个示例，多根导线17对称地设置在晶片1中心周围。导线17的数量并不限于图中所示的数量。
铜层上表面37的长度膨胀系数是铜层29的长度膨胀系数、粘结层27的长度膨胀系数和金属片25的长度膨胀系数的合成结果。铜层的厚度tcu和金属片的厚度two是这样设计的，即：使得在铜层上表面37所得到的长度膨胀系数等于或略微大于晶片1的长度膨胀系数。
下面给出当晶片1为一个GaAs晶片、金属片25为一个钨片时铜层的厚度tcu和金属片的厚度two的一个实例。根据本发明，粘结层27相对于铜层29和金属片25来说是较薄的，从而粘结层27不会明显地影响温度补偿装置4的合成长度膨胀系数。粘结层的厚度为例如12微米。
较薄的粘结层27不会显著地影响温度补偿装置4的长度膨胀，这些膨胀是由较厚的层控制的，在该实例中包括铜层29和金属片25。
如果铜层的厚度tcu设计为70微米，金属片的厚度two为500微米，则在铜层上表面37得到的合成长度膨胀系数大约为6.5ppm/℃(每摄氏度百万分之)。GaAs晶片的长度膨胀系数大约为5.6-5.9ppm/℃。
下面参照附图4-6介绍与前一个实例相关的本发明的另一实施例，其中晶片采用一个倒装晶片2。
倒装晶片是能够放置在印刷电路板中导体上的晶片，其使得能够在倒装晶片下面进行蚀刻。倒装晶片在下表面上包括若干凸起，即焊接部位，所说焊接部位固定在导体上以将所说倒装晶片与印刷电路板连接。
图4表示所说倒装晶片2，它包括一个下表面14、一个上表面、和四个焊接表面16。焊接表面16设置在倒装晶片的下表面14上，在每个焊接表面16上固定有一个焊接部位18。
按照与上述实例相同的方式，利用一薄层粘胶物质24将金属片25安装到支承板5的凹座23中。铜层29利用一薄层PFA粘结层27固定在支承板的上表面21和金属片的上表面33上，如上所述和图5所示。在附图中放大表示了这些层以更加清楚地说明本发明。
绝缘层9上镀有一布图层11，并且该绝缘层9附着到所说铜层29上，如上所述。使用例如PFA作为绝缘物质。根据本发明，绝缘层9相对于铜层29和金属片25来说较薄，从而绝缘层的长度膨胀系数对于铜层上表面37的合成长度膨胀系数没有明显的影响。
导体46是由布图层11蚀刻而成的，所说导体46包括一个第一端47。
电路印刷层11中的晶片焊接区49位于金属片25上方，下面更加详细地介绍。
晶片焊接区49与倒装晶片2一样宽，晶片焊接区49的长度等于倒装晶片2的长度。
导体的第一端47位于所说晶片焊接区49内，所说倒装晶片2通过将焊接部位18置于导体的第一端47上面而安装在晶片焊接区49之上。还参见图6，该图为以焊接部位18置于导体46上而安装的倒装晶片2的顶视图。
图7表示根据本发明构成的温度补偿装置的另一个实施例，所使用的晶片是一个倒装晶片51。该实施例公开了在倒装晶片51与支承板61之间没有金属层、即接地层的一个实例。
根据这个实施例，所说温度补偿装置包括一个模块55和一薄层绝缘层57。
模块55为例如一个铜-钼-铜模块、即Cu-Mo-Cu模块，或者一个铜-钨-铜模块、即Cu-Wo-Cu模块，或者一个铝-硅-碳模块、即AlSiC模块，下文中已经详细地介绍了这些模块。
模块55完全插入支承板61的凹座59中，支承板61是用例如黄铜或FR4环氧玻璃制成的，模块55的下表面65利用粘结层54安装到凹座59上，模块55的上表面67与模块55的下表面65相反并与支承板61的上表面63齐平。
模块上表面67的长度膨胀系数等于或略大于倒装晶片51的长度膨胀系数。
模块55的长度等于凹座59的长度，模块55的宽度等于凹座59的宽度，模块55的长度大于或等于倒装晶片51的长度，模块55的宽度大于或等于倒装晶片51的宽度。
绝缘层57的下表面69与支承板的上表面63和模块的上表面67贴合设置，在绝缘层57的上表面71之上、与绝缘层下表面69相反地镀有一层布图层73，如图所示。
绝缘层57利用一粘结层、例如一层PFA附着在支承板61和模块55上。PFA也可以用作绝缘层，从而PFA材料同时用作绝缘层和粘结层。根据本发明，绝缘层57相对于模块层来说较薄，从而绝缘层的长度膨胀系数不会明显地影响模块上表面67的长度膨胀系数。
导体75是由布图层73蚀刻而成的，从而导体75的一个第一端位于倒装晶片51的晶片焊接区77内。晶片焊接区77是设置在模块55顶部的布图层73中的一个区域。
晶片焊接区77的宽度与倒装晶片55相同，晶片焊接区77的长度等于倒装晶片51的长度。如上所述，倒装晶片51的焊接部位79安装在布图层73中导体75的第一端上，如图所示。
从上述实例可以认识到，即使是整个支承板61都可以制成为一个AlSiC模块。在这种情况下，不需要上述模块55，因为根据本发明当绝缘层57较薄时，在正好位于倒装晶片51下方的支承板上表面63所得的长度膨胀系数等于或略大于倒装晶片51的长度膨胀系数。所以绝缘层的长度膨胀系数不会明显地影响支承板上表面的长度膨胀系数。
图8表示前述实施例的另一个实施例，在根据前述实施例的电路印刷层73与支承板61之间设置有一个接地层81。
模块55完全插入支承板61中，从而模块的上表面67与支承板的上表面63齐平，如在前面的实施例中所述。
第一绝缘层83的下表面85附着在支承板的上表面63和模块的上表面67上。
接地层81的下表面89相对第一绝缘层的上表面87贴合设置，所说上表面87与第一绝缘层的下表面85相反。
第二绝缘层93的下表面95与所说接地层81的上表面91连接。所说接地层的上表面91与所说接地层的下表面89相反。第二绝缘层93的上表面97上镀有布图层73，所说上表面97与所说第二绝缘层的下表面95相反。
第一绝缘层83和第二绝缘层93分别利用一粘结层、例如PFA层与支承板61和模块55以及接地层81连接。PFA还可以用作绝缘层，从而PFA材料同时用作绝缘层和粘结层。
导体75是以与根据前面实施例所述相同的方式由电路印刷层73蚀刻而成的，从而倒装晶片51的焊接部位79安装到模块55之上的导体75的第一端上。
根据本发明，第一绝缘层83、接地层81和第二绝缘层93相对于模块层来说比较薄，从而其各自的长度膨胀系数对于模块上表面67的长度膨胀系数没有明显的影响。
在下述实施例中，根据上述实施例并参照图9-15，介绍本发明用于晶片1的温度补偿装置4的一种制造方法。晶片1可以是例如一个GaAs晶片(砷化镓晶片)。
图9中表示了上述的一支承板105，所说支承板105由一种适合的物质、例如黄铜或FR4环氧玻璃制成。支承板105的厚度为t1，并具有一个上表面121。
该方法的第一步骤是在支承板的上表面121中铣出一个凹座123，所说凹座123的深度为t2，该深度小于支承板的厚度t1，如图10所示。图10表示图9的A-A剖面，并且表示包括所铣出凹座123的支承板105的侧视图。
凹座123的长度大于或等于晶片1的长度l1，凹座123的宽度大于或等于晶片1的宽度b1。
在铣出凹座123之后，下一个制造步骤是将具有下表面131和上表面133的一个金属片125放入所说凹座123中，如图11所示。用一薄层粘胶124、例如PFA(PerFluoroAlcoxy)将金属片125的下表面131固定在凹座123中。金属片的上表面133与支承板上表面121齐平，如图所示。为了清楚地说明本发明，该图已经放大。
金属片125可以用例如钨或钼制成。金属片125的长度等于凹座123的长度，金属片125的宽度等于凹座123的宽度。
第三个制造步骤是在支承板的上表面121和金属片的上表面133上镀覆一层铜129。铜层129的厚度为tcu，并且利用一薄层PFA粘胶127将其粘结到支承板105和金属片125上，如图12所示。
接着，在铜层129之上设置一绝缘层109，参见图13，所说绝缘层109之上镀有利用适合的导电材料、例如铜形成的一布图层111。
下一个制造步骤是在绝缘层109中铣出一个晶片凹座143，如图14所示。
在这之后，在布图层111中蚀刻出一种电路图案，所说图案包括导体145，如图14所示。
在下一个制造步骤中，将晶片1放置在金属片125之上的晶片凹座143中，利用例如粘结或焊接使晶片1的下表面与所说铜层129连接，参见图15。
导线17的第一端19与晶片焊接表面15连接，导线的第二端与由布图层111蚀刻而成的导体145连接。
下述实施例参照前述实施例和附图16-18，介绍了一种根据本发明制造用于倒装晶片2的温度补偿装置4的方法，为了清楚地说明本发明，这些附图已经放大表示。上文中已经详细介绍了倒装晶片2。
按照与前述实施例相同的方式，将金属片125放置在在支承板105中铣出的凹座123中，利用一薄层粘胶134将金属片的下表面131固定在凹座123中。利用一薄层PFA粘胶127将铜层129固定在支承板的上表面121和金属片的上表面133上，如上文参照图12所述。
之后，与前述实施例一样，绝缘层109设置在所说铜层129之上，参见图13，所说绝缘层109之上镀有一布图层111，如上所述。
根据本发明，绝缘层109相对于铜层129和金属片125来说比较薄，从而绝缘层109的长度膨胀系数不会明显地影响所说铜层上表面137的长度膨胀系数，所说上表面137与所说绝缘层109相邻。
下一个制造步骤是从布图层111蚀刻出电路图案，所说图案包括导体146，如图16所示。
图17为图16的顶视图，在图17中指示出蚀刻而成的导体146。从布图层111中蚀刻出一个晶片焊接区149，如图17所示。所说晶片焊接区149是所说布图层111的位于所说金属片125上方的一个区域。导体146的第一端147位于所说晶片焊接区149内，如图所示。
接着，将倒装晶片2设置在所说晶片焊接区149上，将所说倒装晶片的焊接部位18安装到所说导体的第一端147上，如图18所示。
在下面的实施例中介绍根据本发明制造用于倒装晶片51的温度补偿装置的另一个实施例。
如图19所示，一个模块155放置在支承板161中铣出的一个凹座159中，所说模块155包括一个下表面165和一个上表面167。所说模块155可以是例如一个铜-钼-铜模块、即Cu-Mo-Cu模块，或一个铜-钨-铜模块、即Cu-Wo-Cu模块，或者一个铝-硅-碳模块、即AlSiC模块，所说的这些模块在前文中已经介绍过。
所说模块155的下表面165利用一薄层粘胶164、例如PFA(PerFluoroAlcoxy)粘结在凹座159中。所说模块的上表面167与所说支承板161的上表面163齐平，如图所示。
所说模块155的长度等于所说凹座159的长度，所说模块155的宽度等于所说凹座159的宽度。此外，所说模块155的长度大于或等于所说倒装晶片51的长度，所说模块155的宽度大于或等于所说倒装晶片51的宽度。
随后，在所说支承板的上表面163和所说模块的上表面167上设置一层绝缘层157，例如PFA。根据本发明，绝缘层157相对于模块层来说比较薄，从而绝缘层157的长度膨胀系数不会明显影响所说模块上表面167的长度膨胀系数。在所说绝缘层157之上镀有一层由适合导电材料、例如铜形成的布图层173，如图所示。
下一个制造步骤是从所说电路印刷层173中蚀刻出电路图案，所说电路图案包括导体175，如图20所示。在电路印刷层173中蚀刻出一个晶片焊接区177。
晶片焊接区177是所说布图层173的位于所说模块155之上的一个表面部分。所说导体175的第一端176位于所说晶片焊接区177中。
然后将倒装晶片51放置在晶片焊接区177上，并将所说倒装晶片的焊接部位79安装到所说导体的第一端176上，如图20所示。
图21表示上述实施例的另一个实施例，其中绝缘层183设置到所说支承板的上表面163和所说模块的上表面167上。
随后在第一绝缘层183上设置一接地层181，在所说接地层181之上设置一个第二绝缘层193，如图所示。
根据上述实施例并如图所示，在所说第二绝缘层193之上镀有布图层173，从所说布图层173蚀刻出导体175。此外，从所说布图层173中蚀刻出所说晶片焊接区177，如上所述。
随后在所说晶片焊接区177上设置倒装晶片51，将所说倒装晶片的焊接部位79安装到所说第一端176上，如图21所示。
根据本发明，所说第一绝缘层183、第二绝缘层193和接地层181相对于模块层来说比较薄，从而相应的长度膨胀系数不会明显地影响模块上表面167的长度膨胀系数。
上述实施例中的绝缘层和粘结层并不限于PFA材料层，而可以使用具有与PFA相似电特性的其它物质。一个例子就是PTFE(聚四氟乙烯)。

Claims (21)

1、用于印刷电路板(3)上的电路(1，2，51)的温度补偿装置，该印刷电路板包括一支承板(5，61)，其特征在于所说温度补偿装置(4)完全或部分地插入所说支承板(5，61)的上表面(21，63)中，所说温度补偿装置上表面(37，67)的长度膨胀系数等于或略大于所说电路的长度膨胀系数，所说电路(1，2，51)设置成所说温度补偿装置上表面(37，67)相邻，所说温度补偿装置(4)由至少两种不同物质构成，在所说温度补偿装置(4)上表面(37，67)形成的长度膨胀系数取决于所说不同物质的长度膨胀系数。
2、如权利要求1所述的温度补偿装置，其特征在于所说温度补偿装置(4)包括一个金属部件(25)、一粘胶层(27)和一接地层(29)，所说金属部件(25)完全插入所说支承板(5)上的一个凹座(23)中，所说金属部件(25)的下表面(31)与所说凹座(23)连接，所说金属部件(25)上的与所说下表面(31)相反的上表面(33)与所说支承板的上表面(21)齐平，在所说支承板的上表面(21)和所说金属部件的上表面(33)之上设置有一粘结层(27)，所说接地层(29)的下表面(35)设置在所说粘结层(27)上，所说粘结层(27)设计成相对于所说金属部件(25)和所说接地层(29)来说比较薄，从而其长度膨胀系数不会影响所说温度补偿装置(4)的长度膨胀系数，所说金属部件(25)和所说接地层(29)的厚度设计成使得在所说接地层的与其下表面(35)相反的上表面(37)上形成的长度膨胀系数等于或略大于所说电路(1，2)的长度膨胀系数。
3、如权利要求2所述的温度补偿装置，其特征在于所说电路(1，2)设置在所说金属部件(25)上，所说金属部件上表面(33)的面积大于或等于所说电路的底部面积。
4、如权利要求3所述的温度补偿装置，其特征在于所说电路(1)设置在所说接地层的上表面(37)上。
5、如权利要求3所述的温度补偿装置，其特征在于在所说接地层(29)与所说电路(2)之间设置有一绝缘层(9)，所说绝缘层(9)设计为相对于所说接地层(29)和所说金属部件(25)来说比较薄，从而其长度膨胀系数不会影响在所说接地层上表面(37)所形成的长度膨胀系数。
6、如权利要求5所述的温度补偿装置，其特征在于所说电路(2)是一个倒装晶片。
7、如权利要求4或6所述的温度补偿装置，其特征在于所说金属部件(25)用钨或钼制成，所说接地层(29)为一铜层。
8、如权利要求1所述的温度补偿装置，其特征在于所说印刷电路板(3)包括一层(57，83)，所说温度补偿装置(4)包括一个模块(55)，所说模块完全插入所说支承板(61)上的一个凹座(59)中，所说模块(55)的下表面(65)与所说凹座(59)连接，所说模块(55)的与所说下表面(65)相反的一个上表面(67)与所说支承板的上表面(63)齐平，所说层(57，83)是设置在所说支承板上表面(63)与所说模块上表面(67)以及一个覆盖层(73，81)上的一粘结层，所说层(57，83)具有绝缘性质，所说层(57，83)设计成相对于在所说模块(55)中包含的各层来说比较薄，从而其长度膨胀系数不会影响所说模块上表面(67)的长度膨胀系数，所说模块(55)设计为使得所说模块上表面(67)的长度膨胀系数等于或略大于所说电路(51)的长度膨胀系数。
9、如权利要求8所述的温度补偿装置，其特征在于所说电路(51)设置在所说模块(55)之上，所说模块上表面(67)的面积大于或等于所说电路的底部面积。
10、如权利要求9所述的温度补偿装置，其特征在于所说电路(51)是一个倒装晶片。
11、如权利要求10所述的温度补偿装置，其特征在于所说模块(55)是一个铜-钨-铜模块，或者一个铜-钼-铜模块，或者一个铝-硅-碳模块。
12、如权利要求11所述的温度补偿装置，其特征在于所说温度补偿装置(4)包括至少一个上部绝缘层(93)和至少一个布图层(81)，一个布图层(81)设置在所说层(83)之上，一个上部绝缘层(93)设置在各个布图层(81)之上，并且所说上部绝缘层(93)和所说布图层(81)设计为相对于所说模块(55)中包含的各层来说比较薄，从而它们的长度膨胀系数不会影响所说模块上表面(67)的长度膨胀系数。
13、如权利要求12所述的温度补偿装置，其特征在于所说上部绝缘层(93)和所说层(57，83)为PFA层(PerFluoroAlcoxy层)。
14、制造用于印刷电路板(3)上之电路(1，2，51)的一种温度补偿装置的方法，该印刷电路板包括一个支承板(105，161)，所说方法包括以下步骤：将所说温度补偿装置(4)完全或部分地插入所说支承板(105，161)的上表面(121，163)中；设计所说温度补偿装置(4)使得其上表面(137，167)的长度膨胀系数等于或略大于所说电路的长度膨胀系数；将所说电路(1，2，51)邻近于所说温度补偿装置的上表面(137，167)设置；用至少两种不同材料组装所说温度补偿装置(4)，从而使得在所说温度补偿装置(4)的上表面(137，167)所得的长度膨胀系数取决于所说不同材料的长度膨胀系数。
15、如权利要求14所述的方法，所说温度补偿装置(4)包括一个金属部件(125)、一粘结层(127)和一接地层(129)，所说方法包括以下步骤：将所说金属部件(125)完全插入所说支承板(105)的凹座(123)中，使得所说金属部件(125)的下表面(131)与所说凹座(123)连接，所说金属部件(125)的与其下表面(131)相反的上表面(133)与所说支承板的上表面(121)齐平；在所说支承板的上表面(121)和所说金属部件的上表面(133)上设置所说粘结层(127)；在所说粘结层(127)上设置所说接地层(129)；将所说粘结层(127)设计成相对于所说金属部件(125)和所说接地层(129)而言比较薄，使得其长度膨胀系数不会影响所说接地层上表面(137)的长度膨胀系数；设计所说金属部件(125)和所说接地层(129)的厚度，使得在所说接地层上表面(137)所得的长度膨胀系数等于或略大于所说电路(1，2)的长度膨胀系数。
16、如权利要求15所述的方法，所说方法包括将所说电路(1，2)设置在所说金属部件(125)之上的步骤，所说金属部件(125)的上表面(133)的面积大于或等于所说电路的底部面积。
17、如权利要求16所述的方法，所说方法包括将所说电路(1)设置在所说接地层上表面(137)上的步骤。
18、如权利要求16所述的方法，所说方法包括在所说接地层(129)与所说电路(2)之间设置一绝缘层(109)的步骤，所说绝缘层(109)设计成相对于所说金属部件(125)和所说接地层(129)而言比较薄，使得其长度膨胀系数不会影响在所说接地层上表面(137)所得的长度膨胀系数。
19、如权利要求14所述的方法，所说印刷电路板(3)包括一个层(157，183)，所说温度补偿装置(4)包括一个模块(155)，所说方法包括以下步骤：将所说模块(155)完全插入所说支承板(161)的一个凹座(159)中，使得所说模块(155)的下表面(165)与所说凹座(159)连接，所说模块(155)的与其下表面(165)相反的上表面(167)与所说支承板的上表面(163)齐平；将作为一粘结层的所说层(157，183)设置在所说支承板的上表面(163)和所说模块的上表面(167)以及一个覆盖层(173，181)上，所说层(157，183)具有绝缘特性；将所说层(157，183)设计成相对于在所说模块(155)中包含的各层而言比较薄，使得其长度膨胀系数不会影响所说模块上表面(167)的长度膨胀系数；设计所说模块上表面(167)的长度膨胀系数，使其等于或略大于所说电路(51)的长度膨胀系数。
20、如权利要求19所述的方法，所说方法包括将所说电路(51)设置在所说模块(155)上的步骤，所说模块上表面(167)的面积大于或等于所说电路的底部面积。
21、如权利要求20所述的方法，其特征在于所说温度补偿装置(4)包括至少一个上部绝缘层(193)和至少一个布图层(181)，所说方法包括以下步骤：在所说层(183)上设置一布图层(181)，并在各个布图层(181)上设置一上部绝缘层(193)；将所说上部绝缘层(193)和所说布图层(181)设计为相对于在所说模块(155)中包含的各层来说比较薄，从而它们的长度膨胀系数不会影响所说模块上表面(167)的长度膨胀系数。
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