JP5226087B2 - 基板を介してヒートスプレッダ及び補強材を接地する方法、装置及びフリップチップパッケージ - Google Patents

Description

本発明は、一般に、半導体チップアセンブリに係り、特に、はんだとフィルム接着剤を用いてヒートスプレッダ／補強材をフリップチップパッケージに接地するための方法及び／又は構造に関するものである。

従来のパッケージは、ヒートシンク及び／又はヒートスプレッダを介して電磁遮蔽のために接地される。ヒートシンク及び／又はヒートスプレッダは、クランプ、ワイヤ、又はその他の接続手段を用いることでプリント回路基板（ＰＣＢ）に接続される。

通常法は、コスト高であり、ＰＣＢのために追加製造工程を伴い、且つ、取り扱いに問題を抱えている。

本発明は、基板に接着フィルムを張り付け、接着フィルムに補強材を張り付ける工程を備えるヒートスプレッダ／補強材をフリップチップパッケージに接地する方法に関する。接着フィルムは、基板上の多数の接地端子領域に対応する多数の第１の穴を有すると良い。接地端子領域は、電気的な接地を提供するように構成されると良い。補強材は、接着フィルムの多数の第１の穴と基板の多数の接地端子領域に対応する多数の第２の穴を有すると良い。一般に、接地端子領域は、第１及び第２の穴を介して露出される。

本発明の目的、特徴及び利点は、（ｉ）一般使用者にとって明白な遮蔽を提供し、（ｉｉ）コストを削減し、（ｉｉｉ）プリント回路基板のための製造工程を軽減又は排除し、（ｉｖ）取り扱いの問題を軽減又は排除し、（ｖ）電磁遮蔽を集積回路パッケージと統合し及び／又は（ｖｉ）エポキシ接合よりも高い信頼性を提供することができる、はんだとフィルム接着剤を用いてヒートスプレッダ／補強材をフリップチップパッケージに接地するための方法及び／又は構造を提供することを含んでいる。

これらと他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲及び図面から明らかになるだろう。

図１は、本発明による基板へのツーピースのヒートスプレッダ／補強材の張り付けを示す図である。 図２は、本発明の好適な実施の形態によってツーピースのヒートスプレッダ／補強材が統合された断面を示す図である。 図３は、本発明による方法を示す流れ図である。

一般に、本発明は、ヒートスプレッダ／補強材をフリップチップパッケージに接地するための方法及び構造を提供する。フリップチップパッケージは、製造業者に用いられているＦＰＢＧＡ、ＦＣＰＢＧＡ、ＦＣＢＧＡなどの名称によって特定すると良い。一般に、本発明は、パッケージ基板を介してヒートスプレッダ／補強材を接地することによって電磁遮蔽をパッケージと統合するための方法を提供する。一例では、パッケージ基板へのヒートスプレッダ／補強材の機械的及び電気的な接続にフィルム接着剤とはんだの組合せを用いると良い。本発明によって提供される遮蔽は、需要者（又は一般使用者）にとって明白であるだろう。一般に、本発明は、従来方法の不足を解消する。

図１を参照すると、図には本発明によるパッケージ基板へのヒートスプレッダ／補強材の張り付けが示される。一例では、基板１００には、多数の端子領域（又はトレース（ｔｒａｃｅｓ））１０２が実装されると良い。端子領域１０２は、電気的な接地接続を提供するように構成されると良い。端子領域１０２は、金属（例えば、はんだ、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）など）でコーティングされると良い。一例では、基板１００は、フリップチップパッケージの一部であると良い。端子領域１０２は、基板１００の上面（例えば、パッケージの内面）にあると良い。基板１００の底面は、一例では、ボールグリッドアレイを備えると良い。

接着フィルム１０４は、基板１００の上面に適用され、張り付けられ、接着されると良い。接着フィルム１０４は、基板１００の端子領域１０２に対応するように位置決めされた多数の穴１０６を有すると良い。一例では、穴１０６は、はんだを備えると良い。一例では、接着フィルム１０４は、ダイ（図示せず）の周りに沿った環状リングとしてパターンニングされると良い。接着フィルム１０４は、一例では、補強材１０８の形状に一致するようにパターンニングされると良い。

補強材１０８は、電気的に導電性の材料からなると良い。一例では、補強材１０８は、金属（例えば、銅など）であると良い。補強材１０８は、基板１００の端子領域１０２と接着フィルム１０４の穴１０６に対応するように位置決めされた（配置された）多数の穴１１０を有すると良い。一般に、端子領域１０２は、穴１０６と１１０を介して露出（利用可能に）される。一例では、穴１０６と１１０は円形であると良い。しかしながら、特定の形態の設計基準をそれなりに満足するように他の形状の穴を実装しても良い。

補強材１０８の穴１１０と接着フィルム１０４の穴１０６は、端子領域１０２を介して基板１００に補強材を機械的及び電気的に接続するために準備されると良い。補強材１０８は、接着フィルム１０４を介して基板１００に張り付けられるか、又は接着されると良い。例えば、補強材１０８は、接着フィルム１０４を用いて基板に張り付けられると良い。接着フィルム１０４は、そのとき硬化されると良い。一例では、穴１０６と穴１１０は、はんだペーストで刷り出されると良い。他の例では、はんだは、補強材１０８が接着フィルム１０４に張り付けられた後に穴１０６と１１０に施されると良い。さらに他の例では、フラックスは、穴１０６と１１０に施され、フラックスの後にはんだボールが置かれると良い。なおも他の例では、フラックスで浸されたはんだボールが穴１１０に置かれると良い。しかしながら、特定の形態の設計基準をそれなりに満足するように端子領域１０２への補強材１０８の電気的な接続のための穴１０６と１１０を準備する他の方法を用いても良い。

ヒートスプレッダ１１２は、ヒートスプレッダ１１２が補強材１０８と基板１００に電気的に接続されるように補強材１０８に張り付けられると良い。一例では、ヒートスプレッダ１１２は、電気導電性エポキシを用いて補強材１０８に張り付けられると良い。他の例では、ヒートスプレッダ１１２は、穴１０６と１１０のはんだを介してさらに補強材１０８に張り付けられると良い。しかしながら、特定の形態の設計基準をそれなりに満足するようにヒートスプレッダ１１２を補強材１０８に機械的及び電気的に張り付ける他の方法を用いても良い。

図２を参照すると、図では本発明の実施の形態によるパッケージ１５０の断面が示される。パッケージ１５０は、フリップチップパッケージとして実装されると良い。パッケージ１５０は、本発明によるヒートスプレッダ／補強材の接地方式が実装されると良い。パッケージ１５０は、例えば、フリップチップはんだバンプ１５６を用いて基板１５４に張り付けられたダイ１５２を備えると良い。ダイ１５２と基板１５４の間の間隙には、封止材１５８が充填されると良い。補強材１６０は、接着フィルム１６２とはんだ（又ははんだボール）１６４を用いて基板１５４に張り付けられると良い。はんだ１６４は、基板１５４の接地端子領域１６６との機械的及び電気的な接続を形成すると良い。一例では、はんだ１６４は、補強材１６０を基板１５４の端子領域１６６に張り付けるように構成されると良い（例えば、はんだボール１６４ａで示される）。

ヒートスプレッダ１６８は、（ｉ）熱伝導性の材料１７０を用いてダイ１５２と（ｉｉ）電気的に導電性の材料１７２を用いて補強材１６０に張り付けられると良い。一例では、はんだ１６４は、補強材１６０とヒートスプレッダ１６８の両方を基板１５４の端子領域１６６に電気的に接続するように構成されると良い（例えば、はんだボール１６４ｂで示される）。一例では、熱伝導性の材料１７０は、サーマルグリース（ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒｅａｓｅ）などの低モジュラスの材料を含むと良い。しかしながら、特定の形態の設計基準をそれなりに満足するように他の熱伝導性の材料を用いても良い。電気的に導電性の材料１７２は、一例では、電気導電性エポキシ、エポキシフィルムなどの高モジュラスの材料を含むと良い。しかしながら、ヒートスプレッダ１６８と補強材１６０を結合するために他の電気的に導電性の材料を用いても良い。一例では、ダイ１５２の表（裏）側（例えば、ヒートスプレッダ１６８に向いている側）は、材料１７０に電気的に導電性の材料を用いて接地されると良い。基板１５４は、一例では、ダイ１５２の反対側にはんだボール１７４を有すると良い。

図３を参照すると、流れ図では本発明の好適な実施の形態による方法２００が示される。一例では、方法２００は、工程（方法）２０２、工程（方法）２０４、工程（方法）２０６、工程（方法）２０８及び工程（方法）２１０を備えると良い。一般に、工程２０２は、一例では、接着フィルムを用いる基板への補強材の張り付けを含む。補強材と接着フィルムは、基板の接地端子領域に対応する穴を有すると良い。一般に、工程２０４は、接着フィルムの硬化を含む。一般に、工程２０６は、補強材の穴へのはんだ、フラックス及び／又ははんだボールの１つ以上の実施を含む。一般に、工程２０８は、一例では、電気導電性エポキシを用いる補強材へのヒートスプレッダの張り付けを含む。一般に、工程２１０は、リフロープロセスを含み、その間、補強材の穴のはんだ（又ははんだボール）が強固なはんだ−端子領域とはんだ−補強材（又ははんだ−補強材−ヒートスプレッダ）界面を形成する。一例では、もしダイとコンデンサがあれば、補強材の張り付けの前に通常法を用いて基板に張り付けると良い。

これまで本発明は、特に好適な実施の形態を参照して示し、説明してきたが、本発明の範囲から逸脱しないで形態と詳細の様々な変更を行うことができることが当業者によって理解されるであろう。

Claims (22)

1. 基板を介してヒートスプレッダ及び補強材を接地する方法であって、
   接着フィルムを基板に張り付ける工程であって、前記接着フィルムが前記基板の多数の接地端子領域に対応する多数の第１の穴を有する環状リングとしてパターンニングされ、前記接地端子領域が電気的な接地を提供するように構成される工程と、
   補強材を前記接着フィルムに張り付ける工程であって、前記補強材が前記接着フィルムの前記多数の第１の穴と前記基板の前記接地端子領域とに対応する多数の第２の穴を有し、前記接地端子領域が前記第１及び第２の穴を介して露出される工程と、
   集積回路を含むダイを前記接着フィルムの前記環状リングの内部の前記基板に張り付ける工程と、
   前記ダイがヒートスプレッダに電気的に接続されるように、前記ヒートスプレッダを前記ダイと前記補強材とに張り付ける工程であって、前記ヒートスプレッダが前記基板の前記接地端子領域に電気的に接続されるように、前記ヒートスプレッダが前記補強材に張り付けられる工程と、
   を備える方法。
2. 前記第２の穴の内部にはんだペーストを刷り込む工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の穴の内部にはんだペーストを施す工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
4. 前記第２の穴の内部にフラックスを施す工程と、
   前記第２の穴の内部にはんだボールを置く工程と、
   をさらに備える請求項１に記載の方法。
5. 前記第２の穴の中にフラックスコーティングされたはんだボールを置く工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
6. 前記ダイが電気的に導電性の材料を用いて前記ヒートスプレッダに張り付けられる請求項１に記載の方法。
7. 電気的な接地を提供するように構成された多数の接地端子領域を有する基板と、
   前記基板の前記多数の接地端子領域に対応する多数の第１の穴を有する補強材と、
   前記多数の接地端子領域と前記多数の第１の穴とに対応する多数の第２の穴を有する環状リングとしてパターンニングされた接着フィルムであって、前記接地端子領域が前記第１及び第２の穴を介して露出されるように、前記補強材を前記基板に機械的に張り付けるように構成された接着フィルムと、
   前記接着フィルムの前記環状リングの内部の前記基板に電気的に張り付けるように構成されたダイであって、前記ダイがヒートスプレッダに電気的に張り付けられ、前記ヒートスプレッダが前記接地端子領域に電気的に接続されるように、前記ヒートスプレッダが前記補強材に張り付けられたダイと、
   を備えた装置。
8. 前記接地端子領域が金属でコーティングされた請求項７に記載の装置。
9. 前記第１及び第２の穴の内部にはんだペーストをさらに備える請求項７に記載の装置。
10. 前記第１及び第２の穴の内部にフラックスとはんだボールとをさらに備える請求項７に記載の装置。
11. はんだが前記第１及び第２の穴を介して前記補強材を前記接地端子領域に電気的に接続する請求項７に記載の装置。
12. はんだが前記第１及び第２の穴を介して前記補強材とヒートスプレッダとを前記接地端子領域に電気的に接続する請求項７に記載の装置。
13. 前記ダイを前記基板に機械的及び電気的に接続するように構成されたはんだバンプのエリアアレイ接続配線をさらに備える請求項７に記載の装置。
14. 前記ダイが電気的に導電性の材料によって前記ヒートスプレッダに張り付けられる請求項７に記載の装置。
15. 前記基板の反対側の前記ダイの面が前記ヒートスプレッダ、前記補強材、及び前記接地端子領域を含む電気的に導電性の接続経路を介して電気的に接地される請求項７に記載の装置。
16. 電気的な接地を提供するように構成された多数の接地端子領域を有する基板と、
    前記基板の前記多数の接地端子領域に対応する多数の第１の穴を有する補強材と、
    前記多数の接地端子領域と前記多数の第１の穴とに対応する多数の第２の穴を有する環状リングとしてパターンニングされた接着フィルムであって、前記接地端子領域が前記第１及び第２の穴を介して露出されるように、前記補強材を前記基板に機械的に張り付けるように構成された接着フィルムと、
    前記接着フィルムの前記環状リングの内部の前記基板に電気的に接続されたダイと、
    前記ダイ、前記補強材、及び前記接地端子領域に電気的に接続されたヒートスプレッダと、
    を備える、集積回路をパッケージしたフリップチップパッケージ。
17. 前記第１及び第２の穴の内部にはんだペーストをさらに備える請求項１６に記載の集積回路をパッケージしたフリップチップパッケージ。
18. 前記第１及び第２の穴の内部にフラックスとはんだボールとをさらに備える請求項１６に記載の集積回路をパッケージしたフリップチップパッケージ。
19. 前記ヒートスプレッダが１つ以上の電気的に導電性の材料を介して前記ダイと前記接地端子領域とに接続される請求項１６に記載の集積回路をパッケージしたフリップチップパッケージ。
20. 前記ヒートスプレッダが電気的に導電性のエポキシを用いて前記補強材に張り付けられる請求項１９に記載の集積回路をパッケージしたフリップチップパッケージ。
21. 前記ヒートスプレッダが前記第１及び第２の穴の中のはんだを介して前記補強材に張り付けられる請求項１９に記載の集積回路をパッケージしたフリップチップパッケージ。
22. 前記ダイが前記補強材の張り付けに先立って前記基板に張り付けられる請求項１に記載の方法。

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