TW380360B - Attaching heat sinks directly to flip chip and ceramic chip carriers - Google Patents

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TW380360B
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TW
Taiwan
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adhesive
wiring
heat sink
patent application
substrate
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TW086100567A
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English (en)
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William Emmett Bernier
Michael Anthony Gaynes
Irving Memis
Hussain Shaukatullah
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Internat Business Mechines Cor
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    • H01L2924/157—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2924/15738—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
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    • H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
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五__ 煩請委員明示名年^月^-日所抵之 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 修正本有無變更實質内容是否准予絛JE.e 第86100567號專利申請案 中文說明書修正頁(狀年7月）發明説明（12) 402 J型引線 404基底 406晶片 408基底下層 410接著劑 412導線接合線 414導線接合墊片 416導線接合墊片 418導線層上墊片 420焊接點 422電路板 424鋁質護底板 426接著劑 428有機電路板 430介電 440散熱器 442基質陶瓷表面 444接著劑 450接腳格柵陣列 452散熱器 4 6 0倒接式晶片 462可撓式電路板 464架構 466接著劑
468散熱器 470接著劑 472填充材料‘ 474電路板表面 500可撓式電路板 502磚型散熱器 504接著劑 506.導線結合晶片 5.07 窗口 508接著劑 520可撓式電路板 522基座 524外露模組墊片 526觸點墊片 528電路板表面 540散熱器 542導熱性接著劑 544到接式晶片 546倒接式晶片 568環氧樹脂 .570焊接點 600外殼 602垂直電路板 603垂直電路板 604水平主機板 -15- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（丨） 發明領域 本發月疋有關於電子元組件的製造，以及將组件裝配至 私2化的基處以形成電路板，並且將電路板與電源供應器 ’、· 5· γ k i、數種資料處理系統。更確切地説，本發.明與連 接至子組件及組成結構之散熱器的技藝關係最密切。 接下來的發明背景爲了方便那些熟悉該項技藝者，並且 加入所引用之參考文獻。以下不是主張足夠接受檢驗的搜 哥已經元成了，或者是沒有其他更適合的技藝存在，或是 下面任何所引述之文獻爲類似的或是先前的技藝。 發明背景 在氣.作彼此相連接之結構時，許多種類的元件被接附到 電路卡之上，而卡上的配線層與元件會產生電阻熱。此 外，主動元件在切換時也會有熱的產生。這樣的熱會將元 件的溫度升高至系統周圍空氣溫度之上。大多數的電子元 件均有一可承受之最高溫度値，高過此溫度它們便會失去 功能，而主動元件的使用壽命一般與其溫度升高的倍數相 關（通常是兩倍）。所以’使得電子元件僅於滿足實際運作 需要上儘量冷卻是其優點。， ’ 在大多數的應用中，元件所產生的熱多半是藉由熱通道 經元件端子進入電路板基質（最常見的是以玻璃纖維填充之 環氧樹脂）以及經由卡的配線層傳出。卡可藉由四周空氣的 對流散熱，並且經輕射將熱傳至包含卡的外殼，還可經由 卡的連接器及支持器傳至其他板子或其外殼。另外，所產 生的一些熱通常會經由元件背面藉對流散至周圍空氣中， -4 - 本紙罹尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -装- 訂 第86100567號專利申請案 中文說明書修正頁(88年7月） A7 B7
發明説明（13) 606 CPU模组 628倒接式晶片 607 RAM模組 630矽接著劑 608 ROM模组 640散熱器 609 I/O模組 642倒接式晶片 610匯流排 644可撓性環氧樹脂 612電源供應器 660 CCGA 模組 620模組 662陶瓷基質 622有機導線基底 664焊接點縱列 624共晶焊接點 666倒接式晶片 626散熱器 670散熱器 詳細說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 典型的矽接著劑包括相當量的矽氧烷化合物（如環下狀化 合物），其於重塑加熱時會汽化而污染到周圍的表面。周圍 表面的污染能夠藉著使用已除去（如利用熱汽化過程）低分 子量矽氧烷化合物（如環下狀化合物）之矽接著劑來降低， 所以其實污染並不會嚴重影響於相同低溫下後續之二次加 工。此外，黏附散熱器至組件上後，在連接至電路板前， 於高溫下（200到220°C)烘烤也可降低在相同或更低溫下後續 之二次加工時所造成的污染。重塑烘烤時，珍化合物汽化 的量最好是少於10%。當典型矽接著劑固化以及充分烘烤 至鉛錫焊料共晶重塑溫度（約200°C )，以達到成分移除及之 後的成分取代之目的時，汽化量更好是低於1 %。而發明中 所用之固化矽時的汽化物質量較好是少於1 0 %，且更好是 低於1 %的水準。這是此類材料於典型之未受烘烤矽接著劑 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（2 ) 而較少部份的熱也會經由卡四周任何較冷的表面輕射出。 近來，電路板上的元件密度已經提升到—個程度，即卡 上有一大邵份的面積均是會製造熱的元件，並且電路板上 線路的寬度是那麼地小以至於有更多的熱在電路化卡上之 傳訊線路中產生。因此，在降低元件溫唐上，經過引線之 熱通道途徑較沒有用，反倒經元件背部之熱通道來散熱的 方法則漸漸地變得拿來贫重要。 卜. 一 寸 在非常高性能的應用上（如大型的網路主電腦），其内部會 備有一包括一個冷卻板之氦氣或水冷式的冷卻系統，而冷 卻板則藉由加熱膠體黏接至元件上。這樣的熱膠通常是黏 稠的有機液體（如矽油），其内部充滿高導熱性物質的顆粒 像是鋁、鈹、銅、銀或是石墨/在大型電腦的應用上，利 用控制崩潰晶片連接器，C4s，倒接式晶片連接至陶瓷的 PGAs (CPGAs)上。此晶片是由熱膠直接熱連接到液冷式系 統中的一片冷卻板上。 在更多高性能的應用中，散熱器（如鋁或銅質）是以機械方 式夹在或以螺絲栓在一元件上，以藉著直接與周圍空氣對 流增加散熱性。熱膠通常是甩來填充散熱器與元件之間的 2隙，因爲即使是一層非常薄的空氣間隙，在熱通道上都 會是一可怕的熱阻層。 爲了提升導熱的性能，個別的功率電晶體以矽或環氧樹 脂填充材料裝入TO至T3封閉外殼中。再一次地，這類的接 著劑内已充滿了導熱材料以增加導熱性並且降低半導體元 件的溫度。這種不同的功率電晶體也被裝入一薄小套件 本纸張尺度適用家一標準（CNS)八4規格（21〇X29*y公餐 (讀先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· Γ Γ
第86100567號專利申請案 中文說明書修正頁(88年7月） 五、發明説明（23) (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 質護底的板424 ;而該板則以矽接著劑或可撓性環氧樹脂導電 接著劑426連至一硬式有機電路板428上。多個傳導介電430 負責連接電路板頂侧和底侧導線層。 散熱器440是以矽接著劑或可撓性環氧樹脂接著劑444連 接至載體基質之上陶瓷表面442。 、 圖9是圖4散熱器246之上視圖，其具有一接腳格柵陣列 450。此接腳是藉由抽拉一筋型散熱器並且穿過筋片加工而 得到接腳。接腳也可用模造或鑄造製得。圖10為一板型鰭 狀散熱器發明實施私也是圖8散熱器的.上視圖。散熱器 4 5 2可以.自厚的銘或銅板加工或是銘或銅的抽拉或模注來製 得。 圖11圖示另一帶狀球形格柵陣列套件（TBGA)模組的實施 - 例。在此特定的實施例中，倒接式晶片460連接到_可撓式電 路板462底部。銅或鋁的架構464以接著劑466(如環氧樹脂 膠帶）疊置到可撓式電路板上。散熱器468則以接著劑470連 接至架構上。一填充材料472(像是内充導熱性顆粒之矽接 著劑）於倒接式晶片的反向上延伸至散熱器和可燒式電路板 表面474上。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 散熱器468是由一沿著多層平行中央面板的有孔洞2之厚 平板組成，以便允許空氣循環通過平板。孔洞可以全部向 .一個方向沿伸，或是向彼此垂直的兩方向延伸。這樣的孔 可由鑽洞、模造，或是抽拉來製成。圖12亦圖示一穿越基 質之窗口 507。 圖12顯示另一帶狀球形格柵陣列套件模組。其中可撓式 電路板5 0 0可利用接著劑504(如乾式接著劑薄膜）直接疊置 -26 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29"7公釐） Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) 中’其上有一留给螺絲釘栓接至電路板的小孔並以熱膠填 入電晶體與板子之間。此外，彎曲板的散熱器也用來增加 散熱功能。 和體電路凡件的特色是具有大量的輸入及輸出（I/O)連接 端子。有機材料已被寬泛用於製造此類積體電子元件上。 呢苇見的兀仵是以在聚亞醯脬帶卜®作導象架構來製造， 利用一接著劑（如環氧樹脂或矽接著劑）連接導線架構帶上 一導線結合晶片的背侧，並連接至晶片前侧的導線到架構 引線上。製造用來連接晶片至聚亞醯胺的接著劑通常充滿 導熱性的粒子以増加晶片的熱傳性，並且因而使晶片溫度 降至最低。 塑膠凡件通常用環氧樹脂，藉由轉換注模的方法來封裹 晶片、接合線和部份引線以形成—塑膠的基底。陶瓷元件 通常是藉著—個位於陶瓷基底（晶片、接線置於其上）下之 丄腔j然後以環氧樹脂或矽接著劑將聚亞醯胺帶黏著於陶 瓷基底I上，接著於晶片與空腔内填充入導熱性環氧樹脂 或矽接著劑。一個陶的瓷底部基底可黏結於空腔底部之上 以保護元件的.底部。 ^散熱器通常是以螺絲栓到或失到積體套件之上。非矽接 f劑二般是用在散熱器與模組之間以提升導熱性能。散熱 器f常是在電路板組合後再連接至積體元件之上。近來爲 了降低費用，製造廠商已經開始在使用以環氧樹脂爲主的 材料來組合電路板後，直接將散熱器黏著至電子元件之有 機或陶瓷基底上。因爲環氧樹脂的熱膨脹係數大約是5〇至 (請先閔讀背面之注意事碩再填寫本頁) • n —L/l\ n .
*1T fm 1 mu nn· -L·® 本紙張尺度適用中品^準（⑽）M規格（21() χ 29^了 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 80百萬分疋一/度（ppm/C。）而鋁和銅的熱膨脹係數則分別爲 23.4及17(??1]1/(：。），具用來鍍散熱器的材料（裸霉的銅，鍍 鎳的銅，裸露的鋁，陽極處理的鋁，鉻轉化之鋁）又是平滑 而與環氧樹脂接著地並不好。所以，在加熱的週期間很難 維持良好接著。-般爲了要增加導熱性以及減低剥落的問 題用於接著政熱器之環氧樹脂内部被充滿了導熱性金屬 或陶瓷顆粒，這些顆粒是用來改善接著劑熱膨脹係數至— 水準（如30至40 ppm/C。），此水準是模組材料及散熱器基質 金屬熱膨脹係數的中間値。 ' 在Γ7 /皿應用中，石夕接著劑被建議用來連接陽極處理過的 鋁質散熱器至模組的陶资表面，因爲矽質有機接著劑非常 填耐羞。矽質有機接著劑具有低於乃乇的玻璃轉換溫度（丁0 以及小於2，刪Psi之揚氏係數，所以可説是非常的柔軟 而矽有著非常高的熱膨脹係數（約2,〇〇〇ppm/c。），以及不易 在硬與-般散熱H表面形成可靠的連結機械的觀點， 料著=這些金屬表㈣連㈣度約是環氧樹脂的二分 又—到三分之一。矽爲一脆弱的材料，其抗拉強度約只有 〕〇〇nsi，相較於環氧樹脂的2,〇〇〇ps^此外，矽接著劑中的 成份具有會擴散出㈣勢’其會冷染具有-薄膜鍍層之表 面進而阻止了後續的其他有機材料（如光阻液、焊接阻液、’ ㈣）接著至電路通常教熱器是在其他建構電路 9表h叙後接著上，因此可將建構期間&染問題降至 取低。對紅次加丄的元件冷染特別是-個問題，因爲在 -/人加工期間加切大幅增加了 $染並且阻止了任何接下 (讀先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂------ -7 - • 1 A7 • 1 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ________ B7 五、發明説明（5 ) .. 來的封裝或其他在電路板上的或許也需要二次加工的非矽 質製程。 爲獲得進一步的資料，我們將指引以下文獻給熟悉該項 技藝者：Jarvela的美國專利第4000509號描述利用熱膠來熱 連接倒接式晶片至散熱器。lnasaka的美國專利第5271150描 述陶瓷基底的製造。Beckham的美國專利第4604644號； Christie的美國專利第4999699和5089440號；以及Itoh的美國 專利第描述利用環氧樹脂來封裝C 4接點。Desai的美國專利 第5 159535描述接著倒接式晶片背側到一基底上。Bennett的 歐洲專利申請案第93104433.3號公開了 一半導體接附至一引 線架構上。Anschel的美國專利第491455 1號公開了接附一半 導體晶片至一碳化矽（SiC)，氮化鋁（A1N),或利用環氧樹脂 之銅-殷鋼-銅等材質的散熱器上。G Schr〇ttke和D丄 Willson在九月號之IB Μ技術揭露公齟裊π號4 A中的直接自 逢」〇：路之晶片中移除熱一文中公開利用接著劑來將矽晶 片黏接至銅-殷鋼-銅散熱器。圖2中，Nitsch的美國專利第 5 1 6 8 4 3 0號説明一混成電路結構3膠合至一散熱器4上。 Ablestik所著1993年9月號之對Ablebond P〗-8971號之技術數 遽i—文中建議利用可撓性環氧樹脂將一大型晶片接附至 一鍍銀之銅引線架構上。由A.I.科技公司所著之對Prima_ 7655號產品數據表中建議黏接二氧化鋁到鋁，以 及砂到銅上。1994年Dow Corning公司在對X3-6325號新產 中建議矽接著劑”使用於接合、.密封、以及貼附基 底邊鉍和散熱器上” 。Dow Corning公司在1998年有關於高 -8- '"本...氏張尺度適;國國家橾準（CNS) Μ規格（a丨〇幻97公楚] (銪先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 , B7 五、發明説明（6 ) 科技矽質材料一文中建議使用商品名SYLGARD® Q3-6605 矽接著劑來接附’'混成積體電路基底，组件和元件至散熱 器上”。在半導體組裝材料選擇人員指南中，通用電氣公司 建議使用一種矽接著劑，RTV6424， ”做晶片黏附的應 '用.” 。Thermoset Plastics公司於MS-523石夕質有機接著劑技 術公報中建議使用矽接著劑”來結合散熱器至塑膠、陶 瓷、以及金屬化的套件上” 。：1994年General Electric公司在 TC3280矽質有機橡膠接著劑中敘述主體矽質有機接著劑的 性質。Bosworth，Hsu，和Polcari在1994年第44屆電子元件 暨技術研討會紀錄中之一接著散熱器至半導體套件之矽質 有機接著劑，自研發、品管、及完成中之例外功能文章中 敘述利用梦接著劑來連接散熱器到陶资套件上。Wang的美 國專利第5180625號建議利用可撓性導熱性環氧樹脂連接一 鋁片至一陶瓷電路板上。在1996年2月27至29日于加州 Anageim舉行的西區96年NEPC0N技術方案研討會中.， Vanwert和Wilson于一體熱固化石夕接著劑文中建議使用；5夕接 著劑來組裝外露式的晶片。由Wilson、Norris、Scoot、和 Costello所著高應力組裝之熱傳導接著劑建議利用1-4173石夕 接著劑在”結合基底、組件、元件至散熱器上” ：。Turek的 美國專利第5210941號建議利用矽接著劑黏附一鋁散熱器至 有機電路板上。Kanwa的日本公開的申請請案第64148901號 建議一個廟塔型之散熱器。美國專利申請案Spaight的第 4092697 號，Sugimoto 的第 4742024號， Tanaka的第 50973 18 號，Mahulikar的第 5367196號，以及Nitsch的第 5168430號均 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝丨 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（7 ，議熱連接—晶片皇一散熱器上。美國專利申請案Desai的 5j5 號，AngUias 的弟 5278724號；Behum 的第 5147Ό84 號建峨不同的倒接式晶片負载模组。Bernier及Memis則于 1995年西區NEPCON研討會中發表高於室溫下長期使用 結合強詹之最#化〇 以上所有引用的文獻謹此作爲一整體的引證來提供一有 力的揭露，並且支持這些受法律授權的申請人其申請專利 範圍。 發明總結 在每·些發明中，一以鋁或銅爲基質的散熱器被直接結合 到半導體例接式晶片或陶瓷晶片載體的表面。 對於在-6:5到1500°C間，1〇〇〇週次的濕式或乾式熱循環 下在85 ◦、相對濕度85%的條件下放置1〇〇〇小時、以及 150 C下放置1000小時等之測試條件下，卻仍要保有至少 5〇〇 psi的抗拉強度之要求下，申請人發現.，—矽接著劑薄 層能夠可靠地直接結合散熱器（如鋁、陽極處理的鋁、鍍鎘 的鋁、銅、鍍鎳的銅、及鉻酸鹽轉化所鍍的銅）至矽倒接式 晶片背側表面（鈍化處理過之破璃或聚亞醯胺）。此外，藉 著利用矽接著劑（其中低分子量之環狀化合物已被移除）以 及黏附散熱器至一組件上（在黏附該元件至電路板之前，該 元件已於高過其共重塑溫度下烘烤過），丨周圍表面上的 污染能被降至可以接受的水準。 申請人同時發現-高可撓性之環氧樹脂薄層（其破璃轉換 溫度低於室溫）可被用來將散熱器直接結合至倒接式晶片背 -10- i紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ϋ〗297公瘦） (請先閔讀背面之注意事項再缜寫本頁〕 '裝 訂 A7 B7 五、發明説明（8 ) 側或陶毫表面。而且，即使受到以下種種測試—_100Ό 〈間，持續U00週次、之間，持續4〇〇週次、以 及-4_14(TC之間，持績3⑼週次的熱循環測試；或在13代 的條件下連續暴露}，_小時’卻仍然保有至少· _的抗 t強度-結合仍將保持牢固。 在-發明f施例中或可撓性環氧樹脂接著劑黏附一 =或銅散熱器至倒接式晶片背#卜而另—篇中則是可挽性 裱氧樹脂連接一鋁或銅散熱器至—陶瓷基質上。 所圖簡诚 土 圖1示意説明一鋁或銅質散熱器由可撓性環氧樹脂結合至 —CQFP上來圖示一發明實施例。 圖2示意説明―銘或销質散熱器切或可撓性環氧樹脂接 著劑結合至一無蓋之CPGA上的半導體倒接式晶片且圖示了 另一發明實施例。 圖3示意説明一鋁或銅質散熱器由矽或可撓性環氧樹脂接 著劑結合至一CPGA上之半導體倒接式晶片並圖示了另—發 明實施例。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4示意説明另一類似於圖3之發明實施例。而其中—鋁 或銅質散熱器由矽或可撓性環氧樹脂接著劑結合至—cbga 或PBGA上之半導體倒接式晶片。 圖5圖示另'一發明實施例，其中示意説明一鋁或銅質散熱 器由矽或可撓性環氧樹脂結合至一帶狀球形格柵陣列套件 (tape ball grid array package, TBGA)上之半導體倒接式晶 -11 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公餐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ， B7 五、發明説明（9 ) 圖6圖示另一發明實施例，其中示意説明一鋁或铜質散熱 器由矽或可撓性環氧樹脂接著劑結合至一具有機載體基底 之直接連接晶片模組（direct chip attachment module，DCAM) 上的半導體晶片。 圖7示意説明此發明之資料處理系統。此系統藉著利用矽 或可撓性環氧樹脂接著劑結合散熱器至高倍密度元件之陶 瓷和矽質表面來增強其導熱性能。 圖8示意説明一鋁或銅質散熱器由可撓性環氧樹脂結合至 一底侧裝配有導線結合晶片之陶瓷TSOP上。 圖9是一接腳型鰭狀物（pin fin)發明實施例中圖4之散熱器 的上視圖。 圖10是一板型鰭狀物（plate fin)發明實施例中圖8之散熱 _器的上視圖。 圖11示意説明一具有一鑽孔之鋁或銅散熱器的底侧裝配 TBGA，由矽或可撓性環氧樹脂接著劑結合至TBGA上。 圖12示意説明一磚型散熱器由矽或可撓性環氧樹脂接著 劑結合至一底侧裝配有結合接線晶片之TB GA上。 圖13示意説明一鋁或銅質散熱器由矽或可撓性環氧樹脂 接著劑結合至一倒接式晶片和有導線結合晶片的具封套之 可撓性基質模組上。 圖1 4示意説明此發明之資料處理系統發明實施例。此系 統藉著利用矽或可撓性環氧樹脂接著劑，將散熱器直接連 接至倒接式晶片和晶片接附之陶瓷:基質上。 下面申請人發明之詳述可使那些熟悉該項技藝人士能夠 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Μ規格（210X297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) \裝------訂-- .参1_ 五、發明説明（ A7 B7 製造並利用這些發明，以及敘述完成發明的最佳方法。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 主要元件代表符號 1 0 0陶瓷 102陶瓷 104引線架構 1 〇 6半導體晶片 1 0 8_環氧樹脂 1 10環氧樹脂 1 1 2導線 1 14環氧樹脂 1 1 6空腔 118散熱器 1 2 0可撓性環氧樹脂 148 CQFP 模組 1 5 0倒接式晶片 1 5 2晶片載體 1 5 4接點陣列 1 5 6鷗翼引線 158'焊接處 1 5 9基底層 1 6 0環氧樹脂 1 6 2環氧樹脂 1 6 4環氧樹脂 1 65散熱器 166可撓性環氧樹脂 1 6 8同形鍍層1 7 〇金屬塾片 2 0 0 C P Q A 模组 2〇2倒接式晶片 204基底 206接點 2 〇 8接脚矩陣 2 1 〇波狀焊接點 2 1 2銅塾片 2 1 4基質 2 2 0環氧樹脂 2 2 4散熱器 2 2 6矽接著劑 2 4 0 B G A模组 242基底 244接著劑 2 4 6散熱器 24S倒接式晶片 2 5 0 T B G A 模组 -13 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇 χ 297公董） (諳先閔讀背面之注意事項再缜寫本頁：> .裝--* ----^訂------ V tm mu· d I —-1 mat A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 3 2 2接著劑 3 2 4散熱器 3 5 0資訊處理系统 3 5 2電腦系統 3 54電腦系统 3 5 6電境 3 5 8 C P U模組 3 6 0 C P U模組 3 62記憶體模組 3 6 4記憶體模組 3 6 6硬接著劑 3 6 8珍接著劑 3 7 〇矽接著劑 372矽接著劑 3 74電路接通結構（電路板) 3 7 6電路接通結構（電路板) 3 7 8電源供應器 3 8 0電源供應器 3 8 2電腦元件 3 8 6模組 3 8 8散熱板 3 9 4電纜 3 96周邊設備 4 0 0組件 -14- 五、發明説明（„ ) 2 5 2倒接式晶片底侧 2 5 4銅塾片 2 5 6可撓性晶片載體基體 25 8接點 2 5 9焊料球 2 6 0銅鲁片 . 262架構 2 6 4.接著劑 2 7 0散熱器 2 7 2接著劑 2 7 4接著劑 280基底 2 8 2銅整片 284焊接點
2 8 6塑膠 3〇〇 DCAM 3 0 2倒接式晶片 3〇4玻璃纖維環氧樹脂基底 3 0 6共晶焊接點 3 0 8焊接凸緣 3 1 0銅整片 3 1 2銅整片 3 1 4焊接點 3 2 0散熱器 本纸張尺度適用巾國國家橾準（CNS )八4規格（21〇χ297公楚） 五__ 煩請委員明示名年^月^-日所抵之 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 修正本有無變更實質内容是否准予絛JE.e 第86100567號專利申請案 中文說明書修正頁(狀年7月）發明説明（12) 402 J型引線 404基底 406晶片 408基底下層 410接著劑 412導線接合線 414導線接合墊片 416導線接合墊片 418導線層上墊片 420焊接點 422電路板 424鋁質護底板 426接著劑 428有機電路板 430介電 440散熱器 442基質陶瓷表面 444接著劑 450接腳格柵陣列 452散熱器 4 6 0倒接式晶片 462可撓式電路板 464架構 466接著劑
468散熱器 470接著劑 472填充材料‘ 474電路板表面 500可撓式電路板 502磚型散熱器 504接著劑 506.導線結合晶片 5.07 窗口 508接著劑 520可撓式電路板 522基座 524外露模組墊片 526觸點墊片 528電路板表面 540散熱器 542導熱性接著劑 544到接式晶片 546倒接式晶片 568環氧樹脂 .570焊接點 600外殼 602垂直電路板 603垂直電路板 604水平主機板 -15- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 第86100567號專利申請案 中文說明書修正頁(88年7月） A7 B7
發明説明（13) 606 CPU模组 628倒接式晶片 607 RAM模組 630矽接著劑 608 ROM模组 640散熱器 609 I/O模組 642倒接式晶片 610匯流排 644可撓性環氧樹脂 612電源供應器 660 CCGA 模組 620模組 662陶瓷基質 622有機導線基底 664焊接點縱列 624共晶焊接點 666倒接式晶片 626散熱器 670散熱器 詳細說明 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 典型的矽接著劑包括相當量的矽氧烷化合物（如環下狀化 合物），其於重塑加熱時會汽化而污染到周圍的表面。周圍 表面的污染能夠藉著使用已除去（如利用熱汽化過程）低分 子量矽氧烷化合物（如環下狀化合物）之矽接著劑來降低， 所以其實污染並不會嚴重影響於相同低溫下後續之二次加 工。此外，黏附散熱器至組件上後，在連接至電路板前， 於高溫下（200到220°C)烘烤也可降低在相同或更低溫下後續 之二次加工時所造成的污染。重塑烘烤時，珍化合物汽化 的量最好是少於10%。當典型矽接著劑固化以及充分烘烤 至鉛錫焊料共晶重塑溫度（約200°C )，以達到成分移除及之 後的成分取代之目的時，汽化量更好是低於1 %。而發明中 所用之固化矽時的汽化物質量較好是少於1 0 %，且更好是 低於1 %的水準。這是此類材料於典型之未受烘烤矽接著劑 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ' B7 五、發明説明（14 ) 中的含量水準。另外，也希望在溫度高過200°C時，固化的 矽中的成份沒有因過度汽化而導致接著劑中產生空孔。 一種適合的矽接著劑是TC3280G，可向通用電氣公司洽 講，地址是 260 Hudson River Rd·，Waterford，NY 12188。 典型的環氧樹脂其玻璃轉換溫度約爲140到150°C，但是發 明中所用的這些可撓性環氧樹脂其玻璃轉換溫度卻低於25 °C，較好的是低於10°C，而更好的是低於0 °C。此外，典型 的環氧樹脂其揚氏係數約爲1，000,000 psi，但發明中之可撓 性環氧樹脂的揚氏係數則約是1〇〇,〇〇〇 psi，較好的是50,000 卩31，而更好的是低於20,000卩51。一種名爲？1：丨111&-^〇11(1丑0 7655之雙成份可撓性環氧樹脂可向AI科技公司洽購，地址 是 9 Princess Rd_，Lawrencevill，NJ 08648。這種環氧樹脂的 玻璃轉換溫度約只有-25°C而其揚氏係數則小於20,000 psi。 一名叫ABLEB0ND®P1_8971單成份可撓性環氧樹脂是由 Ablestick 實驗室提供，地點是 20021 Susana Rd., Rancho Dominguez, CA 90221。其玻璃轉換溫度約爲5 °C且揚氏係數 低於50,000 psi。 矽接著劑更適合於如直接連接至倒接式晶片的高溫應用 上（其溫度可超過130°C)，而可撓性環氧樹脂則是適合於不 是那麼重要的應用上，如黏附散熱器至陶瓷表面。一個電 子元件的一般性性能需求是儲存在150°C下1，000個小時。本 發明之可撓性環氧樹脂無法通過測試，即仍舊可靠地提供 5 00 psi的抗拉強度而不剝落，但矽接著劑卻可滿足此一要 求。 -17 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (諳先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝-- 訂 _____—Γ. A7 B7 15 五、發明説明（ n m n I— 1--- n ϊϋ it/fv SI. I (讀先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1中，CQFP模組是由兩半完成燒結的陶 入別⑽和⑽組成'半導體晶片1Ό6(碎較好）結合至平Μ 裝的上半片100上，使用例如一典型晶片接著環氧樹： ，且时片&導線112結合至引線架構104上。紗人 是從金或銘板塾中延伸出的金線或較常見的銘線。然後利 用如典型環氧樹脂110和114將頂半部100結合至底半 1〇2。空腔U6通常是空著，的但有時會包含—介電、導二 性填封材料（切脂）。接著使用_可撓性環氧樹脂⑵薄 層，將一具光滑鋁金屬表面散熱器118黏附至陶瓷的頂部。 鋁的表面最好加以處理以強化與可撓性環氧樹脂的黏附 能力。舉例來説，其表面可以噴射蒸氣、噴射磨粒、腐蝕 來粗糙化，或者可用類似之粗糙處理來增加柔軟環氧樹脂 對鋁的黏附能力。
-1P 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 氮化鋁（Α1Ν)的熱膨脹係數约爲4 6百萬分之—/度，而散 熱器中銘的熱膨脹係數约23 ·4百萬分之一，度，兩者之總無 恥脹係數則是18.8百萬分之一/度。陶瓷頂部表面相對較平 滑且任何環氧樹脂與套件間的剝落或龜裂均會導致.晶片傳 熱性的嚴重下降.。一種工業上常見的測試是使結合散熱器 的元件受到0到10(TC之間，持續1，5〇〇週次、-25到125°C之 間，持續400週次、以及-4(^Π4〇χ之間，持續300週次的熱 循環測試；或在130°C的條件下連續暴露ι，〇〇〇小時。申請人 發現可撓性環氧樹脂（如Ablestick實驗室的ABLEBOND®Pi_ 8971及AI科技公司的prima-B〇nd EG 7655)能夠滿足熱循環 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X 297公釐） A7 B7 16 五、發明説明（ 測試的要求。 另可替代的万法，封蓋1〇2可以—密封物（環氧樹脂的 珠狀頂部）來保護結合接線之晶片。環氧樹脂也許只覆蓋到 晶忍及導線束，或其延伸至其上裝有模組之電路板。另 外^ -有機材料像是玻璃纖維-環氧樹脂或—鋼和聚亞驢 胺鉑層也許可用來取代頂半部1〇〇陶竟。 圖2顯示另-無陶资覆蓋之CQFp 148。以—周邊序列或一 塊接點面積的陣列154(其在晶片上傳導觸點與载體上的傳 導觸點I間延伸），將—半導體倒接式晶片⑼前側（底部） 接附至一單層矩形陶瓷晶片载體152。 這些接點也許是C4、共晶焊接點或導電接著劑 (=CtriCally Conductlve adhesive，ECA)接點，像是熱塑性接 著劑’其内部充滿高溶點之導電顆粒（如銀或銅或鍍銀的顆 粒）過渡液相（transient liquid phase，TLp)系統顆粒。典型上 經濟部中央標準局員工消費合作，社.印製 晶片是以一層聚亞醯胺或玻璃來作鈍化處理，其上有^ ，出小型IS製接線層墊片。錢視窗以大型表面塾片覆 j ’此墊片是由鉻、銅、和鋁金屬層所组成。對於而 T ’其是以乾式沈積或電鍍、障壁式（screening)焊接膏和重 塑、或以液態焊接料注射等方式，於塾片上覆蓋著半球形 =尚溫焊料（錯及3 —15%踢，而3 —1〇%錫的比例更好）。有 著C4凸緣之晶片也可藉由C4製程直接連接到陶宪基底上之 銅墊片。另有一替代的方法，即利用共晶焊料沈積在c:凸 緣或載體塾片上，可將C4凸緣直接連接至鍵有機物载體基 底的銅全片上。晶片上的塾片或鍍上有機物載體基底也許 -19 - 本紙果尺度適财麵家縣（⑽）A規格（2淑297公 經濟部中央標準局員工消費合作杜印褽 A7 B7 五、發明説明（17 ) 可以共晶焊料（如鉛及35 ~ 85 %錫，.而最好是70 %錫）衝壓 (bumped)_L。 過渡液相系統顆粒是以貴重金屬爲主，其外層鍍以一易 起反應之金屬,；或是以易起反應之金屬爲底，外鍍一層貴 重金屬。在常見的焊料系統中之金屬可以用來形成過渡液 相系統。在過渡液相中，鍍層金屬的量受限於主體金屬， 所以當加熱材料時鍍層與部分主體金屬合金會形成一熔融 之共晶鍍層’其將顆粒都接合在一起。但是，當主體繼續 溶解入鍍層中時’即使是在同樣的溫度下，金屬合金的比 例也會有所改變，直到鍍層苒次固化爲止。另外，也可利 用電鍍、焊料注入、或自一凹印轉換等方法，將晶片凸緣 接附至載體的觸點上。 引線（像是鷗翼，gull wing，引線156)沿著組件及焊接處 158之兩邊或多邊，而最好是全部的四個邊（對qFPs而言）夾 至銅墊片158的周邊序列上，爲著將表面裝配連接至基底層 159上。此,引線底端另外也可在模組下彎曲成j型甚或直指 下而成I型。此引線是藉著像是重量百分比37/63%的鉛/錫 之焊料連接到在基底159之上的金屬墊片170(如銅）上。而 基底是如二氧化紹的陶究或鈹氧化物。基底也可以是—剛 性之有機基底，如填充玻璃纖維之環氧樹脂，或鍍有金屬 之基底像疋科瓦鐵線銘'合金（Covar)、殷鋼（Invar)、或铜— 殷鋼-銅鍍以聚亞醯胺膜、或是一可撓性電路板基底如層 狀銅及聚亞西胺層等。晶片連接點154以環氧樹脂16〇封閉 並且引線夹的連接處最好也封於環氧樹脂162中。最好用環 -20 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297^ ) "" --·------裝-- (讀先閑讀背面之注意事項再填寫本頁j 訂 -1Γ-:ΕΓ.-·.. .- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ' _B7__^________五、發明説明（18 ) 氧樹脂層164來保護頂層陶瓷電路（一形狀一致，與晶片頂 同層之鍍層）。利用可撓性環氧樹脂接著劑16 6或更好用石夕 接著劑，將（經陽極處理鋁的）散熱器165黏附至晶片150背 侧。對於具有尺寸遠大於晶片的底座之散熱器其機械強度 可以獲得改善。也可藉著利用典型環氧樹脂或是更適合的 可撓性環氧樹脂，將散熱器結合至同形的鍍層168上。以環 氧樹脂封裹矽接著劑來減低於後續二次加工時，對電路板 所造成的污染。 含矽質金屬之熱膨脹係數约爲2.6百萬分之一/度，鋁質散 熱器的熱膨脹係數則約是23.4百萬分之一 /度，而它們的總 熱膨脹係數爲20.8百萬分之一 /度。非常平滑的晶片背面會 導致不良的機械結合，而任何晶片與散熱器之間的剥離均 會對晶片散熱造成極嚴重的影響，進而使晶片溫度快速上 升而損毁晶片。 圖3顯示一陶资接.腳格栅陣列模组（ceramic pin grid array module, _CPGA) 200。以一周邊序列或一塊面積接，點陣列 154，將一半導體倒接式晶片202之前（底）侧接附至一矩形 陶瓷晶片載體204(如圖所示是單層或多層）上。另外，基底 204也可用有機化合物來做有機或金屬鍍層。一接腳矩陣 208是以波狀焊接點210接至平板穿孔之（plated-through-holes， PTHs) 兩端的 銅塾片 212 上， 而延伸 過基質 214( 如玻 璃纖維環氧樹脂或可撓性銅-聚亞醯胺層狀膜）。接點206 以環氧樹脂220封裹，並且利用可撓性環氧樹脂接著劑或更 適合的矽接著劑226將散熱器224接附至晶片202的背面。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (諳先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 ' B7 五、發明説明（19 ) 圖4顯示一球型格栅陣列模組（ball grid array，BGA， module) 240，此模组類似於圖3之陶瓷接腳格柵陣列模組 (CPGA)。基底242可以是陶瓷（ceramic，CBGA)或塑膠 (plastic，PBGA)，並且可以是如圖所示的單層或多層。再一 次，以可撓性環氧樹脂接著劑或更好的矽接著劑244將散熱 器246接附至倒接式晶片248上。此處的散熱器只比晶片略 大並且黏接用的接著劑並沒有明顯地在散熱器與同形之鍍 層間散開。 圖5所示爲帶狀球形格柵陣列模組（t a p e b a 11 g r i d array, TBGA )250。倒接式晶片底（前）側252接附至一可撓 性晶片載體基底256上之多個銅墊片254上。此基底是一個 具一層或多層電路圖案之銅膜或聚亞醯胺膜。銅可以乾式 法沈積於聚亞醯胺上，接著經微影製圖（或一般製圖）過之 銅箔可以層.積.（laminated)於乾的聚亞縫胺膜上。接點25 8可 以C4製程、C4凸緣共晶焊料.焊接至墊片、熱壓法結合C4凸 緣至金屬墊片上、雷射焊接、或焊料接附帶技術（solder attach tape technology，SATT)等不同的方法來製造。矩形金 屬架構262(像是鋁或更適合之鍍鎳的銅）以接著劑264(最好 是環氧樹脂）接附至彎曲基質264上。散熱器270爲一平板， 以接著劑272(最好是環氧樹脂）接附至架構262上，並且以 可撓性環氧樹脂接著劑或更好的矽接著劑274將散熱器270 接附至晶片252上。散熱器可以是經鋁的陽極處理過或經鉻 酸鹽處理之鋁金屬。更好的散熱器可爲經鉻酸鹽處理或鍍 鎳之金屬銅。此鎳鍍層可以無電鍍（electroless plating)或電 -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁)
A7 B7 20 五、發明説明（ 鍍法鍍於乾淨之銅表面上。 :接：撓性環氧樹物接著劑到鎳金屬上是一件困難 # = / Γ已發展㈣製程可用來處理鎳黏附的問題。鎳 鍍層先在井丙醇（IPA)中以超立 超@波展f清洗，然後用熱去離 子水來水洗，接著置於熱過氧化氫（溫度4〇到时c，3〇%的 溶^控财爛抓更好）f分鐘，㈣使錄鍵層 :㈣潤，接著用去離子水清洗，最後立刻置於一搭配試 劑（像疋含1至5% ’ 2%最好，的環氧樹脂钱或氨基砂燒 溶液）中1至2分鐘以增強接著效果。然後搭配試劑在6〇至9〇 I下作45到90分鐘的固化處理，並且再次以異丙醇清洗散 熱益·後用去離子水水洗。 模、·.且25 0藉著沈積焊接膏（3 7/63 %錯錫的比例較佳）至銅塾 片2 60及282上來黏附到基底“ο上，並且利用焊接膏中的焊 料球粒來將模組安置在基底之上，接著加熱基底直到焊接 f成溶融狀以形成焊接點284。也可以一外層封裹著熱塑性 或熱固性塑膠286之ECA來取代焊料球259及焊接點284，而 ECA是用熱壓法黏附到塾片282上的。 石夕之熱膨脹係數約爲2.6百萬分之一/度，而銅質散熱器的 熱膨脹係數則約是17百萬分之一 /度，它們的總熱膨脹係數 則爲14.4百萬分之一/度。同樣地，非常平滑的晶片背面會 導致不良的機械結合，以及任何晶片與散熱器之間的剝離 也均會對晶片的散熱造成極嚴重的影響，進而使晶片溫度 快速上升而損毁。當此結構先在13 CTC的條件下連續暴露 1,000小時，接著受到〇到l〇〇°C之間，持續1，500週次測試； -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210><297公釐） -Xί---.-If--裝丨__ (#先閩讀背面之注意寧碩再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（21 ) 然後疋-25到125C之間，持續400週次；以及_4〇到14CTC之 間，持續300週次的熱循環測試來驗證材料間焊接點的可靠 度時’奴的環氧樹脂很快便損毁.剝落了。本申請案發 現，在施以適當的處理後，矽和鍍鎳的銅之間的矽接著劑 (如TC3280G)或是可撓性環氧樹脂接著劑（如 ABLEB0ND®P1-8971& EG 7655)之接合均能夠滿足此熱循 環測試的要求。， 圖6顯示一直接接附晶片模組（此如chip討愉仏m〇duie， DCAM) 3 00。倒接式晶片3〇2接附至—多層玻璃纖維環氧樹 脂基底304上。沈積共晶焊接點3〇6(用熱氣焊接校平法， (hot air soldering an(j levenng，HASL)、晶片上的焊 料、焊料注入、及轉換至不銹鋼凹印等方法）來連接晶片底 面上的高溫焊接凸緣308(如95/5%比例之鉛錫合金）和基底 頂面上之銅塾片310。 載體基底上的銅墊片3 12被安置定位來連接到一互相連通 之結構上的銅墊片（如圖2及圖5中有機電路板）。焊接點314 可用在墊片3 12上用來重塑焊接點。焊接點也可用在電路板 上I墊片上。以可撓性環氧樹脂接著劑或更好的矽接著劑 j22來接附散熱器320到晶片3〇2背侧。藉著利用環氧樹脂接 著劑、矽接著劑、或是更適合的可撓性環氧樹脂來封裹散 熱器324及基底304之間空間，可以改善具有尺寸延伸遠超 過晶片邊界之散熱器的機械強度。 圖7顯示一資訊處理系統35〇電腦網路之發明實施例。電 腦系統352及354以光纖或訊號電纜356連接成網路。系統 -24- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（ ! V 裝--_ (讀先閲讀背面之注意事項苒填寫本頁) 訂 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（22 ) 352及 354 内有中央處理器（central pr〇cess〇r unit，cpu)模纽 358和360以及記憶體模組362及364 ^此模組利用矽接著劑 366至372將散熱器接附到模组，使系統能在較高的功率下 操作，進而提高整個資料處理系統的效能。每一系統中的 杈組均接附至一個或多個彼此以電路接通之結構374和 上。這些互相連通的結構有電路接至電源供應器（像是電 池、變壓器、或電源線）378及38〇中。這些結構也會連接至 其他電腦元件3 8 2上（像是磁碟機，或其他彼此互通之結 構）。藉由電腦周邊·設備396(像是键盤、滑鼠、陰極射線 管、數掾機、感應器、馬達…等），接附一條或多條光纖或 訊號電纜394或電纜接頭彼此互通的結構中，來提供資料的 輸入及輸出。 模组3 62及3 86共用一相.同的紹或銅質散熱器。.具高度可 撓性的矽接著劑允許多個組件共享一散熱器而不用考慮環 氧樹脂電路板374和鋁或銅質散熱板388之間明顯不同的熱 ^服係數大小。 圖8中圖示一表面裝配元件4〇〇，其以：型引線4〇2夹至單 層陶瓷載體基底404上。一導線結合晶片4〇6以矽接著劑或 可撓性環氧樹脂接著劑410連接至基底下侧4〇8上。此晶片 是以導線結合線412連接電路至載體基底上。導線結合線 412疋在晶片上的導線結合塾片414與導線結合整片416之間 延伸。導線結合墊片4 16爲載體基底底側上面導線層的一部 分。J型引線是以焊接點420連接到導線層上墊片418上。 組件400接附到一電路板422上，電路板上包含了 —有紹 -25- (諳先間讀背面之注意事碩再填寫本頁) 、裝-- —訂！ 1P! 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Γ Γ
第86100567號專利申請案 中文說明書修正頁(88年7月） 五、發明説明（23) (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 質護底的板424 ;而該板則以矽接著劑或可撓性環氧樹脂導電 接著劑426連至一硬式有機電路板428上。多個傳導介電430 負責連接電路板頂侧和底侧導線層。 散熱器440是以矽接著劑或可撓性環氧樹脂接著劑444連 接至載體基質之上陶瓷表面442。 、 圖9是圖4散熱器246之上視圖，其具有一接腳格柵陣列 450。此接腳是藉由抽拉一筋型散熱器並且穿過筋片加工而 得到接腳。接腳也可用模造或鑄造製得。圖10為一板型鰭 狀散熱器發明實施私也是圖8散熱器的.上視圖。散熱器 4 5 2可以.自厚的銘或銅板加工或是銘或銅的抽拉或模注來製 得。 圖11圖示另一帶狀球形格柵陣列套件（TBGA)模組的實施 - 例。在此特定的實施例中，倒接式晶片460連接到_可撓式電 路板462底部。銅或鋁的架構464以接著劑466(如環氧樹脂 膠帶）疊置到可撓式電路板上。散熱器468則以接著劑470連 接至架構上。一填充材料472(像是内充導熱性顆粒之矽接 著劑）於倒接式晶片的反向上延伸至散熱器和可燒式電路板 表面474上。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 散熱器468是由一沿著多層平行中央面板的有孔洞2之厚 平板組成，以便允許空氣循環通過平板。孔洞可以全部向 .一個方向沿伸，或是向彼此垂直的兩方向延伸。這樣的孔 可由鑽洞、模造，或是抽拉來製成。圖12亦圖示一穿越基 質之窗口 507。 圖12顯示另一帶狀球形格柵陣列套件模組。其中可撓式 電路板5 0 0可利用接著劑504(如乾式接著劑薄膜）直接疊置 -26 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29"7公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（24 ) 到一磚型散熱器502上。散熱器可由熔模鑄造、模注、或抽 拉製成。藉由矽接著劑或可撓性環氧樹脂接著劑508，導線 結合晶片506可結合至散熱器上。 圖JL3描繪一多晶片模组，其中一可撓式電路板520繞著一 基座5 2 2被分層。可撓式電路板包含一單獨導線板，其藉由 含有留給模組連接墊片視窗之有機膜覆蓋於兩侧1。可撓式 電路板之外露模組墊片524焊接至一硬式或可撓式有機電路 板表面528上之觸點墊片526上。此模組更好是兩侧對稱， 並且模组整片以相同於一艘四邊形（quad)平坦套件的方式 連接至觸點墊片上。散熱器540是以導熱性接著劑542加熱 連接至模組上。散熱器延伸至其他模组（此處未示出）也黏 附至電路板表528上。在這個組態中，；δ夕接著劑較適合的原 因是因爲散熱器的熱膨脹係數與有機電路板的熱膨脹係數 並不相符。倒接式晶片544和546以環氧樹脂568包裹是爲了 焊接點處570的熱應變。 圖14繪出另一資訊處理系統之發明實施例。其中利用矽 接著劑或可撓性環氧樹脂接著劑將散熱器連接至陶瓷或半 導體表面上。在此實施例中，外殼600包含垂直電路板602 和603以及水平主機板604。此資訊處理系統包括.定義CPU之 模組606、隨機存取記憶元件（RAM)模組607、唯讀記憶元 件（ROM) 608、以及電路板604上之輸入/輸出（I/O)處理器 模組609。另外，一個或多個此類模組也可放在其他電路板 602和603上。匯流排610將所有資訊處理系統的電路板連接 在一起。一電源供應器6 12供應直流電給主機板，而主機板 -27 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (#先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-- k. A7 B7 五、發明説明（25 ) 則猎由匯流排61G對其他板子供應電源。到此，那些熟知該 頁技藝者將能於圖示模組中確認出本發明的潛在用途。 模、'’且620包δ —利用共晶焊接點624連接至電路板的2之陶 瓷或更返合的有機導線基底622上。鑽有孔之散熱器626以 矽接著劑630連接至封填之倒接式晶片628上。有接腳型鰭 '狀散熱器640以可撓性環氧樹脂644連接至封填之倒接式晶 片642上。陶瓷縱列格柵陣列（⑽咖化咖釘记饥叮， CCGA)模组660包含一具底層墊片之陶瓷基質662。而高溫 坪接點縱列664則以共晶焊料熔接或焊接至該墊片上。_被 封袭之倒接式晶片666是由一同形狀之鍍層圍繞，並且有一 層石夕橡膠接著劑連接至倒接式晶片與散熱器67〇之間。 雖然有引用較佳的裝置和方法之實施例來敘述此發明， 但熟知該項技藝者應可了解，可以做一些改變卻不用離開 只有在申請專利範圍中所限制之發明精神及範圍。 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 S 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

  1. 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 第86100567號專利申請案 戠 中文申請專利範圍修正本(SS年7月） g88六、申請專利範圍 1. 一種用以製作倒接式晶片載體模組的方法，包含： 提供多個配線之表面； 使多個半導體晶片的第一表面電連接至一具有連接圖形 之配線表面； 以一有機材料封裹該半導體晶片與該配線表面之間每一 個別之電連接合圖形； 沈積尚未完全固化之該矽接著劑於多個該半導體晶片的 第二表面與多個散熱器之間； 將多個該散熱器與半導體晶片個別地壓合；以及 加熱使該梦接著劑固化。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中： 電連接包含重新塑變焊接料以在該倒接式晶片上之金屬 墊偶與該配線表面上之金屬墊片間形成多個焊接點； 該方法進一步包含連接額外的多個半導體晶片至該配線 表面，並且其中沈積該矽接著劑，包括沈積該接著劑至 該散熱器與多個半導體晶片之間；. 所提供的一種該配線表面包含製作一金屬化之陶资基 底； 沈積該接著劑層並壓合該散熱器與晶片產生一 2至4千 分之一英叶（mils)厚之接著劑層； 該封裹用之有機材料為一種環氧樹脂； 該方法進一步包含圍繞著該倒接式晶片四周，於該配線 層上沈積一同形狀之一環氧樹脂鍍層，而厚度最高約可 與倒接式晶片的厚度相同； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
    經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 第86100567號專利申請案 戠 中文申請專利範圍修正本(SS年7月） g88六、申請專利範圍 1. 一種用以製作倒接式晶片載體模組的方法，包含： 提供多個配線之表面； 使多個半導體晶片的第一表面電連接至一具有連接圖形 之配線表面； 以一有機材料封裹該半導體晶片與該配線表面之間每一 個別之電連接合圖形； 沈積尚未完全固化之該矽接著劑於多個該半導體晶片的 第二表面與多個散熱器之間； 將多個該散熱器與半導體晶片個別地壓合；以及 加熱使該梦接著劑固化。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中： 電連接包含重新塑變焊接料以在該倒接式晶片上之金屬 墊偶與該配線表面上之金屬墊片間形成多個焊接點； 該方法進一步包含連接額外的多個半導體晶片至該配線 表面，並且其中沈積該矽接著劑，包括沈積該接著劑至 該散熱器與多個半導體晶片之間；. 所提供的一種該配線表面包含製作一金屬化之陶资基 底； 沈積該接著劑層並壓合該散熱器與晶片產生一 2至4千 分之一英叶（mils)厚之接著劑層； 該封裹用之有機材料為一種環氧樹脂； 該方法進一步包含圍繞著該倒接式晶片四周，於該配線 層上沈積一同形狀之一環氧樹脂鍍層，而厚度最高約可 與倒接式晶片的厚度相同； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 該矽接著劑之沈積包括圍繞著多個該半導體晶片四周沈 積該珍接著劑到該散熱器與該同形鐘層之間； 該方法進一步包含以二氧化鋁陶瓷顆粒填充該矽接著 劑； 該方法進一步包含以鋁金屬顆粒填充該矽接著劑； 該方法進一步包含選擇一種單成份之矽接著劑；， P該方法進一步包含選擇以一種銅合金作為該散熱器，並 且在一個該散熱器的接合面上鍍鎳； 該方法進一步包含以過氧化氳處理該鍍鎳的接合面； 以過氧化氫之該處理包含加熱該過氧化氫至60到90°C之 間； 以過氧化氳之該處理包含加熱該過氧化氫至大約75°C ; 該方法進一步包含於過氧化氫處理中或處理後，以氨基 矽烷或環氧樹脂矽烷處理該鍍鎳接合面； 該方法進一步包含以過氧化氫處理之前，用.異丙醇處理 該鍍鎳接合面；以及 該方法進一步包含在經過氧化氫處理之後，以去離子水 水洗該鍍鎳接合面。 3.如申請專利範圍第1項之方法，其中： 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該電連接包含沈積一導電熱塑性接著劑於該半導體晶片 或該配線表面上，或是兩者之上； 該圍繞接合面圖形的封裹動作包含沈積一介電熱塑性接 著劑於圍繞著多個該導電熱塑性接著劑沈積四周； 所該提供一種該配線表面包含一硬式有機基底； -2- 本紙承尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 該提供一硬性有機基底包含提供軸向之堅硬纖維，並且 以該纖維填充環氧樹脂， 該提供軸向堅硬纖維包含提供經編織之玻璃纖維； .該沈積矽接著劑包含以矽接著劑填充圍繞著該半導體晶 片四周之該散熱器與該配線表面間的空間； 該方法造一步包含選擇以一種銅合金作為該散熱器；並 且 該方法進一步包含以絡金屬鍍銅散熱器的一接合面。 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其中： 所提供之一種該配線表面包含一層或多層金屬膜配線 層，以兩層或多層有機介電膜隔開或覆蓋，並於該介電 層形成一可撓性式且具視窗之電路板，其覆蓋該_配線表 面而露出並連接至該配線層接合面之金屬塾片上；_ 該方法進一步包含以環氧樹脂接著劑來填充圍繞著多個 該半導體晶片四周之該散熱器與多個該配線表面間的空 間；並且選擇一可撓性環氧樹脂接著劑作為該環氧樹脂 接著劑； 該方法進一步包含選擇以一種銘合金作為該散熱器；並 且 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 該方法進一步包含經鋁的陽極處理過之該鋁質散熱器接 合面。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中： i 所提供之一種該配線屬包含提供一個金屬化陶党配線表 面； ， -3- 本紙張尺度適用f國國家標準(CNS ) A4規格（210X297公f)~: ' 六、申請專利範圍 該方法進一步包含選擇以一種鋁合金作為該散熱器；並 且 該方法進一步包含粗糙化該鋁質散熱器之接合面。 6 .如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該方法進一步包含選擇以一種鋁合金作為該散熱器；並 且 該方法進一步包含以鉻酸鹽鍍鋁質散熱器的接合面。 7 . —種製作晶片載體模組的方法，包含： 以多個配線表面、接附表面和穿過該基底的視窗來提供 多個配線基底； 沈積第一有機接著劑於多個該接附表面和多個金屬散熱 器之間； 將多個該散熱器與接附表面個別壓合；並且 加熱使該第一接著劑固化； 沈積尚未完全固化之矽接著劑於多個半導體晶片背面和 多個個別視窗上之該散熱器之間；. 將多個該散熱器與個別的半導體晶片壓合；並且 加熱使該妙接著劑固化； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 連接多i結合導線於多個該半導體晶片前侧表面上之導 線結合墊片（其連接至多個該視窗上之多個該散熱器）與多 個該視窗四周配線表面上之多個導線接合塾片之間； 以一有機材料封裹多束該結合導線與多個該晶片之前侧 表面。 8 .如申請專利範園第7項之方法，其中： -4- 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 所提供之多個配線基底包含將一層或多層金屬膜疊置在 一起，其上覆蓋有多層有機介電材料膜； 該第一有機接著劑包含矽接著劑； 該第一有機接著劑包含可撓性環氧樹脂接著劑；並且 該有機材料為一種環氧樹脂。 9 . 一種製作電路板組合體之方法，包含： 提供該表面上有一電路接合圖形第一表面之多個半導體 晶片， 提供電路化之電路板基底； 利用多個個別的接合圖形，電連接該半導體晶.片之第一 表面至多個個別的電路板上之配線表面； 以一有機材料封裹多個該半導體晶片與多個該配線表面 之間，圍繞電路接合圖形之空間； 沈積尚未完全凝固之矽接著劑於該多個該半導體晶片之 第二表面與多個散熱器之間； 將多個該散熱器與半導體晶片個別地壓合；並且 加熱使該碎接著劑固化。 10. —種用以製作多個電路板組合體之方法，包含·· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 提供多個晶片載體模組，包含具有多個外露半導體晶片 表面之多個模組； 放置多個該模組於多個該電路化電路板上，其上在遠離 該電路板基底之該模組的一侧具有多個外露之半導體晶 片表面； 對多個該模組與多個該基底之間加熱並電連接； -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 沈積尚未完全固化之矽接著劑於多個該外露之半導體晶 片表面與多個散熱器之間； 多個該散熱器與半導體晶片個別地壓合；並且 加熱使該發接著劍固化。 11. 如申請專利範園第10項之方法，其中： 該沈積矽接著劑的方法，包含沈積該接著劑於散熱器與 多個該晶片載體模組之多個外露半導體晶片表面之間。 12. —種用以製作多個資訊處理系統之方法，包含： 提供多個外殼來容納該資訊處理系統之多個零組件； 提供多個電源供應器來操控該資訊處理系統； 提供包含用來定義多個中央處理器（CPUs)，隨機存取 記憶元件（RAMs)，及輸入/輸出（I/O)處理器的元件，並 且包含具有多個外露半導體晶片表面之多個組件； 提供一個或多個電路化之電路板基底包含匯流排裝置， 用以該CPU，RAM，以及I/O處理器之間的訊號傳輸； 放置多個該組件於具有遠離該基底一侧之該外露半導體 表面的多個該電路化基底上； 於多個該組件和電路化基質之間加熱以形成電連接； 加熱過後，冷卻以形成多個電路板組合體； 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在多個該半導體表面與散熱器之間沈積矽接著劑； 將該散熱器壓至該半導體表面之上； 加熱使該碎接著劑固化； 放置多個該電路板組合體與電源供應器於該外殼之中， 並且電連接多個該電路板與電源供應器而形成一個資訊 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 風扇，以增 申請專利範圍 處理系統。 U.如申請專利範園第12項之方法，其中： 孩方法進一步包含於該外殼開口之上 強周園的空氣循環通過該外殼。 . 14. —種製作—個晶片載體模组之方法，包括： 電連接一個半導體的篱—类& = 、此七 ° ^表面至—具有多個接合處圖形 足配線表面； 以：：有機封裹材料封裹該半導體晶片與該配線表面之 圍、者7個該具多個結合處之圖形的空間； #沈，尚未⑦全固化〈可撓性環氧樹脂於該半導體晶片之 罘一表面與一散熱器之間； 將該散熱器與該第二半導 卞寸奴卵片表面壓合；並且 加熱固化該可撓性環氧樹脂。 15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中： 沈積可撓性環氧樹脂之續丧 _ 。 P 乂騾，包含沈％其.玻璃轉換溫 度（Tg)小於25 °c並且扁？ 5 > π廿 C下其％氏係數低於100 〇〇〇 i 的可撓性環氧樹脂之步騾； psl 沈積可撓性環氧樹脂乏蜂丰獅 ^ A ^ , ^10〇r Α. ^ Μ V驟，包含沈積其玻璃轉換溫 度小於H)C的可撓性環氧樹脂之步驟； 沈積可撓性環氧樹脂之兮牛 相<及步騍，包含沈積其玻璃轉換溫 度小於ot:的可撓性環氧樹脂之步驟； 〕轉換迦 沈積可撓性環氧樹脂方兮本肝 步驟，包含沈積在25°C下：IL揚 氏係數低於50,0〇〇!^的可娃^„ r ^ P1的可撓性環氧樹脂之步騾； 沈積可撓性環氧樹脂> 遂步驟，包含沈積在25。(：下其揚 -7- 闕家辟（CNS -------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言. • .1-- — 經濟部申央標準局負工消費合作社印製
    、申請專利範圍 氏係數低於20, 〇〇〇 psi的可撓性環氧樹脂之步 该電連接包含重塑焊料，於該彳“ 墊片盥兮耐括主 ^换式卯片上之多個金屬 點酉泉表面上之多個金屬塾片之間形成多個焊接 表連接额外的多個半導體晶片至該配線 η 中沈㈣可撓性軟環氧樹脂，這包含沈 ㈣接著劑至該散熱器與多個該额外的半導體晶片之 間， 所提供的—種配線表面包含製作一個金屬化陶瓷基質； 沈積該接著劑層並且將該散熱器與晶片壓合產生二2至 4千分之一英吋厚之接著劑層； ^ 遠有機封裘材料為一種環氧樹脂； 該方法進-步包含沈積一同形環氧樹脂鍍層於園繞該倒 接式晶片四周之該配線表面，其厚度約等同於倒接式# 片； 曰曰 可撓性環氧樹脂接著劑之沈積包含沈積該可撓性環氧 脂於該散熱器與該同形鍍層之間； ' 該方法進一步包含以二氧化鋁陶瓷顆粒填充該可撓性产 氧樹脂接著劑； 衣 該方法進一步包含以鋁金屬顆粒填充該矽接著劑； 該方法進一步包含選擇一種單成份之該可撓性環氧 接著劑； 旨 该方法進步包含選擇以一種銅合金作為該散熱器，、、 且對一散熱器的接合面鍍鎳； ^ -8 - 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）
    經濟部中央標準局一一貝工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 該方法進一步包含以過氧化氫處理該鍍鎳接合面； 以過氧化氳之該處理包含加熱該過氧化氫至60到90°C之 間； 以過氧化氫之該處理包含加熱該過氧化氫至大約75°C ; 該方法進一步包含於過氧化氫處理時或處理後，以氨基 矽烷或環氧樹脂矽烷處理該鍍鎳接合面； 該方法進一步包含在以過氧化氫處理之前，用異丙醇處 理該鍍鎳接合面；以及 該方法進一步包含在經過氧化氫處理後，以去離子水水 洗該鍍鎳接合面。 16.如申請專利範圍第14項之方法，其中： 該電連接包含沈積一種導電熱塑性接著劑於該半導體晶 片或該配線表面，或是兩者之上； •該封裹該接合面之圖形包含圍繞著該導電熱塑性接著劑 層沈積一種介電熱塑性接著劑； 所提供之一種該配線表面包含一硬式有機基底； 所提供之一個該硬性有機基底包含提供轴向堅硬纖維並 且以該纖維填充環氧樹脂； 所提供的該軸向堅硬纖維包含提供編織成之玻璃纖維； 沈積該可棱性環氧樹脂接著劑包含以珍接著劑填充圍繞 著該半導體晶片四周之該散熱器與該配線表面間的空 間； 該方法進一步包含選擇以一種銅合金作為該散熱器；並 且 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、裝. 、1T 六、申請專利範圍 該方法進一步包含以路金屬鍍一銅散熱器的接合面。 17.如申請專利範圍第14項之方法，其中： 所提供之一種該配線表面包含一層或多層金屬膜配線 層，而以一層或多層有機介電予以膜隔開或覆蓋，並於 該介電層形成一可撓性具多視窗之電路板，其覆蓋多個 該配線表面而露出多個連接至該配線層接合面之金屬塾 片； 該方法進一步包含以環氧樹脂接著劑來填充圍繞著該半 導體晶片四周，該散熱器與該配線表面間的空間；並且 選擇一可撓性環氧樹脂接著劑作為該環氧樹脂接.著劑； 該方法進一步包含選擇以一種銘合金作為該散熱器；並 且 該方法進一步包含經鋁的陽極處理過之該鋁質散熱器接 合面。 IS.如申請專利範.圍第Μ項之方法，其中： 所提供之一種該配線層包含提供一金屬化陶瓷配線表 面； 該方法進一步包含選擇以一種銘合金作為該散熱器；並 且 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該方法進一步包含粗糙化該鋁質散熱器之接合面。 19.如申請專利範圍第14項之方法，其中： 該方法進一步包含選擇以一種紹合金作為該散熱器；並 且 該方法進一步包含以鉻酸鹽轉化來鍍鋁質散熱器接面口 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A8 , B8 C8 D8 六、申請專利範圍 20. —種用以製作多個晶片載體模組的方法，包含： 以配線表面、接附表面和穿過該基質的多個視窗農供多 個配線基底； 沈積第一有機接著劑於多個該接附表面和多個金屬散熱 器之間； 將多個該散熱器與個別之接附面壓合；並且 加熱固化該第一接著劑； 沈積尚未完全固化之矽接著劑於多個半導體晶片背面和 個別視窗上之多個該散熱器之間； 將多個該散熱器與個別的半導體晶片壓合；並且 加熱固化該矽接著劑； 連接多束結合導線於該半導體晶片前侧表面上之多個導 線揍合墊片（其連接至該視窗上之多個該散熱器）與該七視 窗四周配線表面上之多個導線接合墊片之間； 以一有機材料封裹多束該結合導線與該晶片之前侧表 面。 21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中： 所提供之多個配線基底包含叠置一層或多層金屬膜在一 起，而其上覆蓋有多層有機介電材料膜； 該第一有機接著劑包含矽接著劑； 該笫一有機接著劑包含可撓性環氧樹脂接著劑；並且 該有機材料為一種環氧樹脂。 22. —種用以製作一個晶片載體模組之方法，包括： 裝配一個半導體晶片至一基底的第一表面.； -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝· 、tT 六、申請專利範圍 沈積尚未完全固化之柔軟環氧樹脂於該基底之第二表面 與一散熱器之間； 將該散熱器與該基底之第二表面壓合；並且 加熱該模組使該可撓性環氧樹脂固化。 23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中： 該半導體晶片是一導線結合晶片，其背侧結合至該基底 上； 該導線結合晶片是以可撓性環氧樹脂結合； 該散熱器為一金屬；並且 該基底基本上是一陶瓷;基底。 24. —種用以製作多個電路板組合體之方法，包含： 提供多個半導體晶片，其上具有多個電路接合圖形的一 個第一表面； 提供多個電路化之電路板基底； 利用多個個別的接合圖形，電連接多個該半.導體晶片之 該第一表面至個別的電路板之多個配線表面上； 以一種有機材料封裹多個該半導體晶片與多個該配線表 面之間，圍繞電路接合圖形之空間； 經濟部中央標率局員工消費合作社印— (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 沈積尚未完全固化之可撓性環氧樹脂接著劑於該多個半 導體晶片之第二表面與多個散熱器之間； 將多個該散熱器與個別的半導體晶片壓合；並且 加熱以固化該可撓性環氧樹脂接著劑。 25. —種用以製作多個電路板組合體之方法，包含： 提供多個晶片載體模組，包含具有多個外露半導體晶片 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央榇準局員工消費合作社印製 A8 , Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 表面之模組； 放置多個該模组於多個該電路化電路板上，其上在遠離 該電路板基底之該模组的一侧具有外露之半導體晶片表 面； 對該模組與該基底之間加熱電連接； . 沈積尚未完全固化之可撓性環氧樹脂接著劑於多個該外 露之半導體晶片表面與多個散熱器之間； 將多個該散熱器與個別的半導體晶片壓合；並且 加熱固化該可撓性環氧樹脂接著劑。 26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中·· 該沈積矽接著劑的方法包含，沈積該接著劑於散熱器與 多個該晶片載體模組之多個外露半導體晶片表面之間。 27. —種用以製作多個資訊處理系統的方法，包含： 提供多個外殼用以容納該資訊處理系統的.多個零組件； 提供多個電源供應器來操作該資訊處理系統.； 提供多個元件包含定義多個CPU，RAM，及I/O處理器 的元件，並且包含具外露式半導體晶片表面的元件； 提供一個或多個電路化之電路板基底包含多個匯流排裝 置來在該CPU，RAM，以及I/O處理器之間傳輸訊號； 放置多個該元件於該電路化基底上’該基底上具有多個 該外露式半導體表面，而該面離開基底面； 對多個該元件與多個該電路化基底之間加熱以形成電連 接； 加熱之後，冷卻以形成多個電路板組合體.， -13 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 六、申請專利範圍 於多個該半導體表面與多個散熱器間沈積可撓性環氧樹 脂接著劑； 將多個該散熱器壓合至多個該半導體表面之上； 加熱固化該可撓性環氧樹脂接著劑；並且 放置多個該電路板组合體及電源供應器於該外殼中且將 多個該電路板電連接在一起，並且以電源供應器來電連 接多個該電路板以形成一個資訊處理系統。 28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中： 該方法進一步包含提供一風扇以增強空氣循環通過外 殼。 29. —種晶片載體模組.，包含： 一種配線表面具一個或多個電路連接處之圖形； 利用一個該連接圖形，電連接該半導體晶片之第一表面 至該配線表面上； 封裹程序包含一種有機材料，填充環繞一個該多接合點 圖形四周，該半導體晶片和該配線表面間的空間； 一個散熱器； 尚未完全固化之矽接著劑，沈積在多個該半導體晶片與 該散熱器之間。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 30.如申請專利範圍第29項之模组，其中： 該電連接處包含在該配線表面上之多個金屬接合塾片； 該半導體晶片包含多個接合墊片，其具該配線表面上之 多接合處圖形的鏡像圖形； 該模組進一步包含多個焊接點，其在該半導體晶片上之 -14- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 多個金屬接合墊片與該配線表面上之多個金屬接合墊片 間延伸； 該載體進一步包含多個额外半導體晶片分別連接至該配 線表上之多個電連接圖形； 矽接著劑接合多個該額外半導體晶片與該散熱器；. 該配線表面包含一金屬化之陶资基質； 該矽接著劑沈積厚度為2至4千分之一英吋； 該封裹有機金屬材料是一種環氧樹脂； 該多個半導體晶片為倒接式晶片，並且該電連接圖难到 該倒接式晶片接附的一前侧表面之圖形為一面積.陣列； 該載體進一步包含一同形之環氧樹脂鍍層，其沈積在該 倒接式晶片四周的該配線表面’而其厚度最向約該倒接 式晶片背侧相同， 矽接著劑填充入該半導體晶片與該散熱器和該同形鍍層 四周的空間； 該矽接著劑内部充滿了二氧化鋁陶瓷顆粒； 該矽接著劑内部充滿了鋁金屬顆粒； 該矽接著劑是一種單成份的矽接著劑； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該散熱器包含一銅合金和一鍍有鎳該之散熱器接合面； 並且 該鍍鎳接合面鍍以氨基矽烷或環氧樹脂矽烷。 3 1.如申請專利範圍第29項之模组，其中： 該模組進一步包含多個導電之熱塑性接著劑焊接點在該 半導體晶片與該配線表面上之多個接合處間.延伸； -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 封裹該接合處圖形四周之程序包含環繞該導電之熱塑性 接著劑沈積的一種介電熱塑性接著劑； 該配線表面為一硬式有機基底的表面； 該硬式有機基底包含内部充滿軸向堅硬纖維； 該轴向堅硬纖維包含編織之玻璃纖維； 碎接著劑填充入該半導體晶片與該敎熱器和該配線表面 四周的空間； 該散熱器包含一種銅合金；並且 於該銅合金散熱器之一接合面鍍上絡金屬。 32. 如申請專利範圍第29項之模組，其中： 該配線表面為一可撓性電路板之表面； 該可撓性電路板包含提供一或多個金屬膜配線層，其被 兩層或多層有機介電膜（其具有外露該配線層上金屬墊片 之視窗）隔開並且覆蓋； 該模組進一步包含環氧樹脂接著劑内充滿該半導體晶片 與該配線表面和該散熱器四周的空.間； - 該環氧樹脂接著劑為一種可撓性環氧樹脂。 該散熱器包含鋁金屬；並且 一該銘質散熱器接合面經過陽極處理。 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 33. 如申請專利範圍第29項之模組，其中： 該配線表面為一金屬化陶资基質表面； 該散熱器包含一經粗糖化之銘金屬接合面。 34. 如申請專利範園第29項之模組，其中： 該散熱器包含一經鉻酸鹽處理之鍍層的鋁.金屬接合面。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 35. —種晶片載體模組，包含： 一具有配線表面及接附表面之配線基底，並且有一視窗 穿過該基底； 一散熱器連接至該接附表面； 一半導體晶片； 一種矽接著劑在該半導體晶片背面與多個該散熱器個別 的視窗之間； 多束結合導線於多各該半導體晶片前侧表面上之多個導 線結合墊片與該視窗四周配線表面上之導線結合墊片之 間延伸； 一種有機封裹材料包裹該結合導線與該晶片的前侧表 面。 36. 如申請專利範圍第35項之模組，其中： 該模組進一步於該金屬散熱器與該接附表面之間包含一 種第一有機接著劑； 該配線基底包含一種一層或多層金屬膜之疊置結構，其 上覆蓋多層有機介電膜； 該第一有機接著劑包含矽接著劑； 該第一有機接著劑包含可燒性環氧樹.脂接著劑；並且 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該身裹有機材料為一種環氧樹脂。 -37.—種電路板組合體，包含： > 一個或多個半導體晶片其上具有多個第一表面而每一該 表面上有一多電連接圖形； '一電路化之電路板基底’其上具有·一配線.表面，此表面 -17- 本紙張尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） D8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 具多個該多接合圖形，其對應至多個該晶片上之多個該 電連接圖形； 在多個該半導體晶片第一表面與多個該配線表面上之多 個該電連接之間的多個接點； 於圍繞電連接處面積陣列四周，多個該半導體晶片與多 個該配線表面之間的一種有機封裹材料； 沈積尚未完全固化之矽接著劑於該多個半導體晶片之多 個第二表面與多個散熱器之間；並且 在多個該半導體晶片與一散熱器間之矽接著劑。 38. —種電路板組合體，包含： 一電路化電路板基底； 一晶片載體模组包含一接附至該模組一上表面之半導體 晶片， 一散熱器；並且 矽接著劑，介於該半導體晶片之一個表面與該散熱器之 間。 3 9.如申請專利範圍第3 8項之組合體，其中： 一個或多個额外之晶片載體模组，該模组具多個半導體 晶片，晶片接附至於該散熱器和多個該额外晶片載體模 組上之半導體晶片表面之間的一上表面以及矽接著劑 上。 40. —種處理系統，包含： 一個外殼裝置來容納該資訊處理系統之多個零組件； 多個電源供應器裝置來操作該資訊處理系統； -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝- 訂. 六、申請專利範圍 組件包含用來定義CPU，RAM，以及I/O處理器之組 件，並且包含具多個外露之半導體晶片表面； 一個或多個電路化之電路板基底内封於該外殼裝置内， 並且包含匯流排裝置，用以該CPU，RAM以及I/O處理器 之間的傳訊； 於多個該組件和電路化基底之間的電連接合； 多個散熱器； 在多個該半導體表面與多個該散熱器之間的矽接著劑； 於多個該電路化基底和該基底與該電源供應器裝置之間 的多個電連接而形成一資訊處理系統。 41. 如申請專利範圍第4 0項之系統，進一步包括： 在該外殼上之一開口上的風扇用來增強周園空氣的循環 通過該外殼。 42. 如申請專利範圍第4 0項之系統，其中該金屬製散熱器基 體係僅能由鋁及銅中選擇。 43. —種晶片載體模組，包含： 一配線表面具一個電路接合之圖形； 一半導體晶片，其上有一具電連接之鏡像圖形的一個第 一表面； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (请先閎讀^西之注意事項再填寫本頁) 多個電連接點在該配線表面上之多個該連接圖形與該第 一表面上之一個連接處圖形之間延伸； 一種有機封裹材料位於環繞多個該連接圖形四周之該半 導體晶片和該配線表面之間的空間； 可撓性環氧樹脂連接於該半導體晶片之一個第二表面與 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4» ( 2丨0X297公釐） 六、申請專利範圍 一散熱器之間。 44. 如申請專利範圍第43項之模組，其中： 該可撓性環氧樹脂其玻璃轉換溫度（Tg)小於25°C並且在 25°C下其揚氏係數低於100,000 psi。 45. 如申請專利範園第43項之模組，其中： 多個導電之熱塑劑連接該半導體晶片與該配線表面； 接合處圖形四周之該封裹材料包含環繞該導電之熱塑性 接著劑沈積的一種介電熱塑性接著劑； 該配線表面為一硬式有機基底的一個面； 該硬式有機基底包含内部充滿軸向堅硬纖維；. 該軸向堅硬纖維包含編織之玻璃纖維； 可撓性環氧樹脂接著劑填充入該散熱器與該配線表面之 間的空間； 該散熱器包含銅；並且 該銅質散熱器之一接合面鍍上路金屬。 。46.如申請專利範圍第43項之模組，其中： 該配線表面為一可燒性電路板之該表面，包含； 一層或多層圖形化金屬膜之配線層包含金屬#片以及連 接至多個該墊片之連接點； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 兩層或多層有機介電膜隔開並且覆蓋該金屬膜，在其中 的一層介電膜具視窗其覆蓋著該配線層而外露一或多個 該金屬藝片； 該半導體晶片四周該配線表面和該散熱器的空間内充滿 一種環氧樹脂接著劑； -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 六、申請專利範圍 該散熱器包含鋁金屬；並且 一該鋁質散熱器接合面鍍面經過陽極處理。 47. 如申請專利範圍第43項之模組，其中： 該配線表面為一金屬化陶瓷基質表面； 該散熱器包含銘金屬；並且 一銘接合面經粗縫化處理。 48. 如申請專利範圍第43項之模組，其中： 該散熱器包含銘金屬；並且 該銘質散熱器之一接合面鏟上路酸鹽轉化層。 49. 一種晶片載體模組，包含： 一具有配線表面及接附表面之配線基底，並且有一視窗 穿過該基底而該配線表面上之導線接合墊片在該視窗 上； • 一具有一接合面之散熱器疊置於該配線基底之接附表面 上； 一半導體晶片一前侧與一後侧一具有多個導線接合墊 片； 一可撓性環氧樹脂接著劑在該半導體晶片背面與多個該 散熱器個別的視窗之間； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 多組結合導線位於該半導體晶片前侧表面上之多個導線 結合墊片與多個該視窗配線表面上之導線結合墊片之 間； 一種有機封裹材料包裹該結合導線與該晶片前侧表面。 50. 如申請專利範圍第49項之模組，其中： -21- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 ΤΓ、申請專利範圍 該配線基底包含一層或多層金屬膜，其被兩層或多層有 機介電膜隔離及覆蓋； 該第一有機接著劑包含矽接著劑； 該第一有機接著劑包含可撓性環氧樹脂接著劑。 51. —種晶片載體模組，包含： 一半導體晶片連接至一基底之第一表面； 可撓性環氧樹脂位於該基底之第二表面及一散熱器之 間。 52. 如申請專利範圍第5 1項之模組，其中： 該半導體晶片是一導線結合晶片，其背侧結合至該基底 上； 該導線結合晶片是以可撓性環氧樹脂結合至基底上； 該散熱器為一金屬；並且 該基底基本上是一陶瓷基底。 53. —種電路板組合體，包含： 一電路化之電路板基底，其上具有一配線表面，而此表 面有一多個該連接處墊片之圖形； 一個半導體晶片之第一表面具有一連接處墊片之圖形， 其對應至該有機基底上之多個接合墊片上； 多個電連接點在該半導體晶片第一表面上之多個該接合 •墊片與該有機基底上之多個接合整片之向延伸； 一種有機封裹材料位於環繞多個該電連接四周之該配線 表面和該半導體晶片之第一表面之間的空間； 可撓性環氧樹脂接著劑位於該半導體晶片之一個第二表 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A8 ' B8 C8 D8 六、申請專利範圍 面與一散熱器之間。 54. —種電路板組合體，包含： 一電路化有機電路板基底； 一連接至該電路板基底之晶片載體模組其上具有一個與 該電路板基底反侧之第一表面； 可撓性環氧樹脂接著劑位於多個該半導體晶片與該散熱 器之接合表面之間。 55. 如申請專利範圍第54項之組合體，其中： 多個晶片載體.模組連接至該有機電路板基底之配線表面 上； 可捷性環氧樹脂接著劑將多個該晶片載體模組上之該散 熱器與多個半導體晶片表面結合。 56. —種資訊處理系統，包含： . 一個外殼裝置來包含該資訊處理系統之零組件； 該外殼内一個電源供應器； 多個組件包含用來定義CPU，RAM，以及I/O處理器之 组件，並且包含具多個外露之半導體晶片表面； 於外殼内有一個或多個電路化之電路板基底連接至該電 源供應器，並且包含匯流排裝置用以在該CPU，RAM以及 I/O處理器之間傳輸訊號； 於多個該電路化基底和多個該模組之間的多個焊接點； 多個散熱器置於多個該模組上；並且 在多個該半導體表面與多個該散熱器之間的可撓性環氧 樹脂接著劑。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-
    申請專利範園 5入如申請專利範園第56項之系統，其中： 過Si進—步包含一風扇，用來增強周圍空氣的循環通 58·—種製作晶片載體模組的方法，包含： 提供配線表面； 电連接夕個半導體晶片之第—表面至—具接合 線表面上； 以:種有機材料封裹多個該半導體晶片與該配線表面之 間，每一個別之電連接圖形四周的空間； 沈1一種尚未完全凝固之有機接著劑於多個該半導體晶 片的第一表面與多個散熱器之間，其破璃轉換溫度約等 於或小於25 C且至少具有3 00 psi之抗拉強度； 將多個該散熱器分別與半導體晶片壓合；並且 加熱以固化該有機接著劑。 59. 如申請專利範園第43項之模组，其中： 該可撓性環氧樹脂其玻璃轉換溫度小於i 〇。c。 60. 如申請專利範圍第43項之模组，其中·· 該可撓性環氧樹脂其玻璃轉換溫度小於〇c>c。 61. 如申請專利範圍第4 3項之模组，其中： 該可撓性環氧樹脂在25。(：下其揚氏係數低於5〇,〇〇〇 p s i ° 62. 如申請專利範圍第4 3項之模組，其中： 該可撓性環氧樹脂在25°C下其揚氏係數低於2〇,〇〇〇 p s i ° -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） l·裝! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部申夬標隼局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 C8 —- ____ D8 六、申請專利^ ' ' -- 63·如申請專利範園第43項之模组，其中： 該配線層與該半導體晶“電連接包含多個金屬塾片及 接合點，而該接合點包含該倒接式晶片上金屬墊片與該 配線表面上金屬墊片之間的多個焊接點。 64·如申請專利範園第43項之模組，其中： 連接额外的多個半導體晶片至該配線表面，以及位於該 散熱器與該額外多個半導體間的該可捷性環氧樹脂之 上。 65.如申請專利範園第43項之模组，其中： 該配線表片為一金屬化陶瓷基質的表面。 66_如申請專利範圍第43項之模組，其中： 該可撓性環氧樹脂接著劑層之厚度約為2至4千分之一 英吋。 67. 如申請專利範圍第43項之模組，其中： 該封裹材料包括一環氧樹脂。 68. 如申請專利範園第43項之模組，其中： p亥配在表面上之同形環氧樹脂鍍層園繞於該倒接式晶 片四周，其厚度等同於該倒接式晶片。 69. 如申請專利範園第6 8項之模組，其中·· 沈積可撓性環氧樹脂於該散熱器與該同形鍍層之間。 70. 如申請專利範園第4 3項之模组，其中： 孩可撓性環氧樹脂接著劑内部充滿二氧化鋁陶瓷顆粒。 71. 如申請專利範圍第4 3項之模组，其中： 該石夕接著劑内部充滿鋁金屬顆粒。 25· i紙張尺度適用中國國家榇準（CNS )八4胁（210X297公釐）~~----- t請先聞讀背面之注意事項存填寫本頁) .装. 訂 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 72. 如申請專利範圍第4 3項之模組，其中： 該可撓性環氧樹脂接著劑為一種單成分之接著劑。 73. 如申請專利範圍第43項之模組，其中： 該散熱器包含銅和以一鍍鎳的散熱器接合面。 74. 如申請專利範圍第6 8項之模組，其中： •該鍍鎳接合面鍍以氨基矽烷或環氧樹脂矽烷。 ' :"~一 --------—裝 I-Γ!.II ,玎------^0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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