TW563238B - Inter-carrier for electronic components and method to solder-contact of such an inter-carrier - Google Patents

Description

563238 五、 發明說明 ( 1) 本 發 明 涉 及 一 種 電 子 元 件 用 之 中 間 載 體 其 載 體 由 塑 料 所 構 成 且 載 體 表 面 上 以 單 件 方 式 形 成 一 接 觸 凸 起 凸 起 之 表 面 之 至 少 一 部 份 設 有 可 焊 接 之 金 屬 層 ， 金 屬 層 可 導 電 地 與 載 體 之 至 少 一 導 電 軌 相 連 〇 本 發 明 亦 涉 及 此 種 中 間 載 體 焊 接 時 接 觸 用 之 方 法 0 此 種 形 式 之 中 間 載 體 例 如 由 EP ( 397 11 ^05 A2 中 已 爲 人 所 知 0 稱 爲 PSGA(Pc iy m e :r ； Sti id Gi rd A r r c 之 中 間 載 體 例 如 用 作 電 路 板 上 之 半 導 體 晶 片 之 終 端 接 觸 區 〇 但 此 種 應 用 不 限 於 半 導 體 組 件 反 之 5 其 它 電 子 組 件 亦 可 與 此 種 中 間 載 體 相 接 觸 〇 如 EP ( 3 9 7 ^05 A2 中 所 述 中 間 載 Mm 體 本 身 通 常 藉 由 濺 鍍 澆 注 法 而 製 成 > 其 中 各 接 觸 凸 起 —* 起 形 成 但 各 接 觸 凸 起 亦 可 以 其 它 方 法 ( 例如 箔 之 熱 壓 法 ) 來 形 成 其 中 全 部 形 式 之 塑 料 熱 塑 性 塑 料 、 硬 質 塑 料 > 氧 樹 脂 等 都 可 使 用 〇 中 間 載 體 上 之 各 接 觸 凸 起 可 用 來 接 觸 此 中 間 載 體 上 之 半 導 體 晶 片 或 其 它 組 件 或 用 來 接 觸 電 路 板 上 之 中 間 載 體 〇 各 組 件 之 通 常 很 高 之 封 裝 密 度 所 需 之 焊 接 連 接 區 之 更 小 之 微 小 化 會 受 到 準 確 度 所 限 制 藉 此 可 使 焊 接 糊 施 加 在 電 路 板 ( 或 組 件 ) 之 各 別 之 接 觸 位 置 上 0 爲 了 使 各 焊 接 位 置 之 間 不 會 發 生 短 路 5 則 巨 前 須 藉 由 焊 接 停 止 漆 使 連 接 基 板 上 之 各 連 接 位 置 互 相 隔 開 0 但 此 種 焊 接 停 止 漆 只 能 以 有 限 之 準 確 度 來 塗 佈 此 種 方 式 因 此 使 微 小 化 及 製 程 上 之 效 益 -3 都 I - 受 到 限 制 0 電 路 、 焊 接 563238 五、 發明說明 (2) 停 止 漆 及 焊 接 糊 之 幾 何 形 狀 須 很 準 確 地 互 相 對 準 但 各 容 許 度 ( to 1 e r an c e ， 其 在 此 三 種 元 件 中 都 不 相 同 ) 係 互 相 累 加 (S1 am )° 焊接糊施加在準 1定之各位置上 特 別 是 不 易 操 控 的 〇 但 若 在 接 觸 -- 種 組 件 時 發 生 一 次 短 路 則 此 種 失 誤 不 可 被 排 除 此 乃 因 該 組 件 不 可 再 由 該 連 接 基 板 隔 離 〇 本 發 明 之 S 的 是 提 供 一 種 本 文 開 頭 所 述 形 式 之 中 間 載 體 及 此 種 中 間 載 體 焊 接 時 接 觸 用 之 方 法 其 中 對 該 焊 接 之 需 求 稍 高 於 g 前 之 方 法 且 焊 接 連 接 區 可 對 短 路 達 成 —^ 種 較 局 之 安 全 性 0 本 發 明 中 利 用 一 種 中 間 載 體 πϋ 以 達 成 上 述 之 S 的 此 時 各 接 觸 凸 起 須 具 有 一 種 由 其 頂 端 至 其 足 部 之 可 良 好 互 連 之 導 引 液 體 焊 劑 用 之 軌 道 且 在 接 觸 凸 起 之 足 部 中 以 吸 入 作 用 分 別 形 成 各 別 之 焊 接 容 納 其 對 相 鄰 之 接 觸 凸 起 分 別 具 有 一 種 連 結 阻 止 作 用 〇 藉 由 本 發 明 上 述 形 式 之 中 間 載 體 則 該 中 間 載 體 可 藉 由 適 當 之 幾 何 形 式 及 接 觸 凸 起 之 表 面 塗 層 及 其 周 圍 區 域 而 達 成 其 它 功 能 ， 其 使 過 多 之 焊 劑 由 原 來 之 接 觸 位 置 中 被 吸 出 〇 由 於 接 觸 凸 起 之 外 表 面 有 良 好 之 可 連 結 性 則 過 多 之 焊 劑 可 導 向 各 接 觸 凸 起 之 足 部 區 且 被 吸 出 ， 其 在 該 處 保 持 在 適 當 設 置 之 容 納 中 因 此 不 會 造 成 損 害 性 之 短 路 作 用 ( 〇 這 表 示 ·· 相 較 於 傳 統 之 配 / 置 及 方 法 而 ， 此 種 焊 接 之 危 險 性 小 很 多 ， 此 乃 因 m 多 之 焊 劑 不 會 對 相 鄰 之 接 觸 -L 區 卜 造 成 短 路 5 而 是 在 不 危 563238 五、發明說明（3) 險之區域中被吸出。這亦表示：焊劑不再以點之形式 只須以較高之準確度施加在各接觸面或接觸元件上， 反之，焊劑可以簡易很多之方式平面式地分佈在全部 之接觸位置上，此乃因在再流（Reflow)焊接時介於接 觸位置之間之各面會被吸空。當然須依據各接觸凸起 上之各焊接容納區之容納量來調整該以平面方式所施 加之焊劑。 利用本發明之中間載體，則亦可使各接觸位置之間 達成較小之間距，使整體上之封裝密度提高。其它優 點是：藉由焊劑適當地吸出，則各接觸凸起亦可額外 地對電路載體進行自我對準，以此種方式因此亦可使 各組件之配置之準確度提高，這對光學組件之接觸作 用而言是很大之優點。 本發明中設置在各接觸凸起上之焊劑容納區可以有 利之形式在接觸凸起之足部區中形成以作爲載體之表 面中之凹口，其依據一種完全閉合或部份閉合之環形 槽之形式或多或少地圍繞該接觸凸起之足部區。但各 凹口亦可不對稱地分別由一接觸凸起之足部區延伸而 出。因此若相鄰之接觸凸起之焊劑容納區配置在相反 之方向中，則各接觸凸起間之間距可保持特別小。本 發明可有利地用於半導體組件之覆晶（Flip-chip)安裝 中〇 在本發明另一有利之形式中，焊劑容納區亦能以毛 細通道之形式形成在接觸凸起本身中。狹縫形式或十 563238 五、 發明說明 〇 字 形 式 之 切 □ 可 形 成 在 接 觸 凸 起 之 縱 向 中 成 爲 毛 細 通 道 其 本 身 可 用 作 焊 劑 容 納 區 或 藉 由 其 毛 細 作 用 使 過 多 之 焊 劑 被 引 導 至 另 —* 配 置 在 載 體 表 面 中 之 凹 □ 〇 各 接 觸 凸 起 上 導 引 該 焊 劑 所 用 之 軌 道 可 藉 由 可 良 好 地 被 連 結 之 材 料 所 形 成 之 金 屬 層 來 形 成 0 但 連 結 作 用 或 毛 細 作 用 可 藉 由 施 加 在 接 觸 凸 起 之 表 面 或 內 部 中 之 切 □ 或 通 道 來 強 化 這 已 如 上 所 述 0 例 如 接 觸 凸 起 之 整 個 -或- -部份之波紋可在其外周上。 本 發 明 之 方 法 包 含 以 下 各 步 驟 : 一 電 路 載 體 之 上 側 上 之 各 接 觸 元 件 以 連 續 之 焊 接 層 來 覆 蓋 — 使 中 間 載 體 設 置 在 電 路 載 體 上 > 其 各 接 觸 凸 起 分 別 經 由 所 屬 之 接 觸 元 件 而 定 位 在 焊 接 層 上 ， — 焊 接 層 藉 由 加 熱 而 液 化 > 其 中 分 別 在 接 觸 元 件 及 接 觸 凸 起 之 間 形 成 一 種 焊 接 連 接 且 過 多 之 焊 劑 由 接 觸 元 件 及 接 觸 凸 起 之 間 之 域 吸 出 而 至 焊 劑 容 納 區 中 0 本 發 明 以 下 將 依 據 圖 式 中 之 實 施 例 來 詳 述 0 圖 式 簡 單 說 明 ： 第 1 圖 在、 一 準 備 作 焊 接 接 觸 用 之 半 導 體 組 件 上 之 中 間 載 體 之 配 置 0 第 2 圖 焊 接 期 間 第 1 圖 之 配 置 〇 第 3 圖 焊 接 之 後 第 1 圖 之 中 間 載 體 及 該 組 件 〇 第 4 圖 係 第 1 圖 之 切 面 IV r 〇 第 5 圖 中 間 載 體 之 另 實 -6 施 形 式 之 對 應 於 第 4 圖 之 563238 五、 發明說明 (5) 切 面 0 第 6 至 8 圖 在 與 第 1 至 3 圖 相 對 應 之 各階段中一種 與 第 1 圖 不 同 之 中 間 載 髀 0 第 9 圖 係 第 8 圖 之 切 面 IX ；0 第 1 0圖係第 [圖之中間載體之切面透視圖。 第 1 至 3 圖 所 示 之 中 間 載 體 1 由 塑 料 所構成且在其 下 側 上 具 有 以 單 件 形 式 所 形 成 之 接 觸 凸 起2以便與電 路 載 體 ( 本 例 子 中 是 一 種 半 導 體 晶 片 4 )之平面式接 觸 元 件 3 相 接 觸 其 因 此 涉 及 —^ 種 Μ j\\\ 殼 半導體之所謂 覆 晶 安 裝 0 只 在 切 面 圖 中 顯 示 之 中 間 載 體1在與半導 體 4 連 接 之 後 例如 在 另 —* 電 路 載 體 ( 例 如，電路板） 上 可 被 接 ΜΤΤΏ 觸 0 中 間 載 髀 之 此 種 接 frXOX 觸 作 用 可以未顯不之 連 接 元 件 ( 例 如 y 傳 統 之 連 接 元 件 或 其 它接觸凸起） 來 達 成 其 中 這 & 其 它 之 接 觸 凸 起 可 設 置在半導體元 件 旁 之 同 —* 側 上 或 以 未 顯 示 之 方 式 設 置 在中間載體之 相 面 對 之 側 面 上 0 中 間 載 體 1 之 較 準 確 之 形 狀 顯 示 在 第 1 0圖中之切面 透 視 圖 中 Ο 各 接 觸 凸 起 2 分 別 以 環 形 之 凹口 1 1來圍繞 > 若 液 體 焊 劑 由 於 接 觸 凸 起 之 表 面 應 力 而經由頂端2a 及 經 由 接 觸 凸 起 之 可 良 好 地 連 結 之 周 面 2b以到達該接 觸 凸 起 之 足 部 1、 C， 則 1各 ，凹 1 口 1 1 · 可】 發j 庫； 其對液體焊劑 之 吸 入 作 用 〇 各 接 觸 凸 起 可 兀 全 地 或 只 一部份設有金 屬 塗 層 1 2， 其經由 1 Μ 1面 !而 ί向 I名 I之 :D£ 1 口 丨1 1延伸且經 由 凹 □ 之 外 部 邊 緣 而 延 伸 至 ，丨 中 1 . 間 載 體 1 之表面上之導 563238 五、 發明說明 ( 5) 電 軌 1 3 〇 以 、此種方式使各接觸凸起在電性上可與中間 載 體 1 之 所 期 望 之導電軌相連 接。凹口 1 1之外部邊緣 作 爲 連 結 阻 止 或毛現象阻止 區，使凹口中所吸入之 焊 劑 不 會 超 越 該 邊緣而穿透且 不會經由隔離用之中間 區 1 4而在各別之接觸凸起之間形成短路。第1 0圖所％ 示 之 導 電 軌 1 3只是“種範例< ，電性連接區當卷可以任 方 式 來 形 成 0 未顯示之各導 電連接區特別是可經由 中 間 載 體 之 邊 緣 區域或經由至 相面對之表面之各鑽孔 而 到 達 該 處 所 配 置之導電軌或 組件。 第 4 圖 中 已 放 大之切面圖以 俯視圖之方式顯示二個 相 鄰 之 接 觸 凸 起 (其網目間距 是dl)，各接觸凸起分 別 由 圓 1四 形 之 凹 口 1 1所圍繞£ >第5圖是另一種形式， 其 中 在 單 側 中 分 別設有朝相反 方向而擴大之凹口 16以 取 代 圓 rm 形 之 凹 口。以此種方 式使各接觸凸起2可以 較 小 之 網 巨 間 距 d2而更靠近地互相配置著。 該 接 觸 n'JH, 過 程 可 依據第1至3 圖來進行。在第1圖中 ， 電 路 載 體 4 在 連接元件3之 區域中以連續之焊劑層 5 \ 來丨 覆: 蓋 ，i 淳； 劑J 罾連續地在全彳 部之接觸元件3上延伸 〇 然 後 設 定 該 中 間載體1且藉 由對準凸起6而被定位 其 中 各 定 位 栓 7接合至電路 載體4之定位孔8中。 當 然 各 定 位 栓 及 定位孔亦可互 換而各別配置在相面對 之 部 份 上 0 第 2 圖 中 該 焊 劑5被液化， 使接觸凸起2之頂端2 a 浸 入 液 體 焊 劑 層 中。藉由各接 -8- 觸凸起之表面引導作用 563238 五、 發明說明（7) 及 連結作用，則 各 接 觸 元 件3之間過多之焊劑被吸出 而 至各接觸凸起 之 足 部 1、 c且存放在凹口 11中。各接 觸 凸起2之間及 各 接 觸 元 件3之間因此不會有過剩之 焊 劑，於是不會 發 生 短 路 現象。在焊劑硬化時，依據 第 3圖只有接觸 凸 起 2 是 與接觸元件3相連接，過多 之 焊劑則存在接 觸 凸 起 2 之周面上及各凹口 11中。 第6至9圖中 依 據 另 — 種中間載體2 1來描述相同之 過 程。該中間載 體 2 1具有多個接觸凸起22，其分別 具 有在其長度中 延 伸 之 十 字形狹縫23。此外，中間載 體 2 1可像中間載體 1 - -樣地形成，其亦以同樣之方式 設 定在電路載體 4 上 且 與 該電路載體4相焊接。該過 程 之進行方式與 第 1 至 3 圖所示者相同。其不同處只 在 於：過多之焊 劑 未 經 由 接觸凸起之外部表面而吸入 至 中間載體之其 它 凹 □ 中 ，而是使過多之焊劑直接吸 入 至十字形之狹 縫 23中 ，各狹縫用作焊劑容納區。在 此 種情況下當然 亦 可 在 中 間載體2 1中設有其它凹口。 符 號說明 1…中間載體 2…接觸凸起 2a…接觸凸起 之 頂 端 ( 2 b…接觸凸起 之 周 面 2c…接觸凸起 之 足 部 3…接觸元件 4…半導體晶片 (電路載體） -9- 563238 五、發明說明（8) 5…焊劑層 6…對準凸起 7…定位栓 8…定位孔 1 1…環形之凹口 1 2…金屬塗層 1 3…導電軌 14…隔離用之中間區 1 6…凹口 2 1…中間載體 22…接觸凸起 2 3…十字形之狹縫 dl、d2…網目間距 10

Claims (1)

1. 563238 煩請委員明示^一年|2-刃#9所提之 修正本有無變更實質Λ容是否准予修正。 六、申請專利範圍 第9 1 1 20465號「電子元件用之中間載體及其焊接時接觸 用之方法」專利案 （91年蠢正） 六申請專利範圍： 1. 一種電子元件用之中間載體，其載體（1 ; 2 1 )由塑料 所構成，載體之表面上分別以單件形式形成各接觸 凸起（2 ; 22 )，其表面之至少一部份設有可焊接之金 屬層，該金屬層是與載體（1;21)之至少一導電軌（12) 相連接，其特徵爲：各接觸凸起（2 ; 22 )具有一由頂 端（2a)到達足部（2c)之可良好地連結之可導引液體 焊劑之軌道，且在各接觸凸起（2; 22)之足部區中分 別形成焊劑容納區（1 1 ; 1 6 ; 23 )，其具有一種吸取作 用且相對於相鄰之各接觸凸起分別具有一種連結阻 止區（1 4 )。 2. 如申請專利範圍第1項之中間載體，其中各焊劑容 納區分別形成在接觸凸起（2 )之足部區中而成爲載體 (1)之表面中之凹口（11，16)。 3. 如申請專利範圍第1或2項之中間載體，其中各凹 口（ 1 1 )在接觸凸起（2)之足部區中依據一種環形槽之 形式而完全地或部份地圍繞各別之接觸凸起（2 )。 4. 如申請專利範圍第2項之中間.載體，其中各凹口 (1 6 )分別以不對稱之方式由接觸凸起（2 )之足部區向 外延伸。 5.如申請專利範圍第1項之中間載體，其中焊劑容納 563238 六、申請專利範圍 區形成在接觸凸起（22)中作爲毛細通道（23)。 6. 如申請專利範圍第1 項之中間載體，其中該導引焊 劑用之軌道藉由接觸凸起之表面之可良好連結之金 屬層（12)而形成在接觸凸起（2)上。 7. 如申請專利範圍第1或6項之中間載體，其中導引 該焊劑用之軌道藉由毛細通道（23 )而形成在接觸凸 起（22)之表面上或內部中。 8. 如申請專利範圍第7項之中間載體，其中各接觸凸 起至少在其周面之一部份上設有波紋。 9. 一種在電路載體（4 )上如申請專利範圍第1至8項中 任一項所述之中間載體焊接時接觸用之方法，電路 載體（4)之上側上配置平面式接觸元件（3)，本方法 之特徵是以下各步驟： 一電路載體（4 )之上側上之各接觸元件（3 )以連續之 焊劑層（5 )來覆蓋； 一中間載體（1 ; 2 1 )須設定在電路載體（4 )上’使各接 觸凸起（2 ; 22 )分別經由所屬之接觸元件（3 )而定位 在焊劑層（5 )上； 一焊劑層藉由加熱而液化，其中分別在接觸元件（3 ) 及接觸凸起（2 ; 22)之間形成一種焊接連接區且過 多之焊劑由各接觸元件（3 )之間之區域經由接觸凸 起（2;22)而被吸出至焊劑容納區（1 1 ;23)中。 10·如申請專利範圍第9項之方法，其中藉由定位栓（7 ) 563238 六、申請專利範圍 導引至定位孔（8 )中使中間載體（1 ; 2 1 )對準電路載體 (4” 11. 如申請專利範圍第9或1 0項之方法，其中使用一種 半導體組件。 12. 如申請專利範圍第9或1 0項之方法，其中使用電路 板作爲電路載體。