TW200425439A - Thermally enhanced electronic flip-chip packaging with external-connector-side die and method - Google Patents

Description

200425439 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域] 本發明係有關電子構裝製造之領域，尤係有關一種製 造晶粒係在構裝中與外部連接器相同端的熱強化電子覆晶 /銲球構裝之方法及裝置。 【先前技術】

通常需要將裸電子晶片封裝在一構裝中，該構裝將〜 電路提供給該晶片的每一電氣連線，並將一電路提供給諸 如一接腳或一銲球等的一外部連接器。一針腳柵陣列構裝 在外部連線的一端上具有若干較大的接腳，且在連接到電 子晶片（例如一處理器或記憶體晶片）的一針腳栅陣列組 的連線的一對向端上具有若干銲墊。此外，一銲球柵陣列 在構裝的外部連線的一端上具有若干間隔較大之較大的銲 球（例如在一銲球柵陣列中），且在連接到電子晶片（例 如一處理器或記憶體晶片）的一銲球栅陣列組的連線的同 一端上具有若干間隔較密的小銲墊。 此種構裝通常不導電的基板（例如一塑膠薄膜或層） ，且在g亥基板的一表面上或一表面中具有導電線路（導電 線）。某些構裝包含一個或多個邏輯晶片或處理器片等的 多個晶片、及（或）諸如快閃型可重新燒錄的非揮發性記 憶體等的一個或多個記憶體晶片。係將銲球及（或）接腳 附著在該構裝的外表，且亦諸如使用銲球柵陣列連接法及 (或）接線法而連接一個或多個電子晶片。或者，利用帽 -4 _ (2) 200425439 蓋或封膠來包封一個或多個晶片。

製造此種構裝的一種傳統方式於開始時提供一張或一 片諸如聚酯薄膜或玻璃纖維強化環氧樹脂基板等的不導電 材料，然後沈積諸如銅等的一金屬薄膜，然後在該金屬上 產生圖樣並蝕刻該金屬，而留下線路。有時，通孔將一面 或內層上的線路連接到另一面或另一內層上的線路。然後 將該等晶片連接到該等線路上的銲墊，且有時包封該等晶 片而形成構裝。此種封裝方式通常具有較差的導熱性。 在諸如40GHz等的極高頻下工作的晶片在提供適當 的信號能力所需的線路之類型、厚度、間隔、及配置上有 一些限制條件。此外，此種晶片通常需要在極低的電壓（ 例如大約一伏特）及極大的電流（例如大約一百安培）下 工作，這是因爲必須提供極低的電壓及極大的電流，以便 獲致所需的高頻。

目前需要一種用來製造電子晶片的構裝使該構裝提供 極佳的導熱性及熱散逸性以及高頻響應之成本較低且可靠 的方法及裝置。 【發明內容】 本發明揭示了一種製造具有較佳的導熱特性及高頻響 應的構裝之方法及裝置。諸如銅等的一較厚之構裝基板具 有被接合到一面的一導線層，而留下露出的對向面，而該 對向面是諸如用來連接到一散熱片之一表面。將一個或多 個晶片接合到該導線層，並在該等一個或多個晶片的周圍 -5- (3) 200425439 提供諸如若千銲球等的一連接器陣列，用以連接到一印刷 電路板。在某些實施例中，該印刷電路板具有一孔，而該 等一個或多個晶片延伸到該孔，以便可配置若干較小的外 部連接銲球。在某些實施例中，係將一第二散熱片經由該 印刷電路板孔而連接到該晶片的背面。 【實施方式】

在下文對較佳實施例的詳細說明中，將參照構成較佳 實施例的一部分之各附圖，且在該等附圖中係以舉例方式 示出可實施本發明的一些特定實施例。我們當了解，亦可 採用其他的實施例，且在不脫離本發明的範圍下可作出各 種結構上的改變。

在該等圖式中出現的代號之前面的數字通常對應於首 次介紹組件時的圖式之編號，因而所有的圖式使用相同的 代號，以便參照到在多個圖式中出現的相同組件。相同的 代號或標記可參照到信號或連接，且將可在說明的上下文 中由該該代號或標記的使用而明瞭其實際的意義。 術語 在本說明中，可互換使用下列術語：晶片、晶粒、積 體電路、單片式裝置、半導體裝置、及微電子裝置。 金屬線、線路、導線、導體、信號路徑、及信號媒體 這些術語都是相儸的。上面列出的的該等相關之術語通常 是可互換的，且以自具有特定性至具有一般性之順序出現 -6 - (4) (4)200425439 。在本門領域中，有時將金屬線稱爲線路、導線、線、內 連線，或只是稱爲金屬。通吊爲銅或銅合金以及諸如錬 銘、鈦、鉬的另一種金屬、或不同金屬、合金的堆疊層或 其他組合之金屬線是提供用於輔合、相互連接、或I胃路白勺 信號路徑之導體。微電子裝置中可使用金屬以外的其他導 體。諸如摻雜多晶砂、摻雜單晶砂（不論係以熱擴散或離 子植入獲致此種摻雜，通常只將其稱爲擴散）、欽的砂化 物、鉬的矽化物、以及耐火金屬的矽化物等的材料是其他 導體的一些例子。在本說明中，術語“金屬”同時適用 於相當純的單一金屬兀素、以及兩種或更多種元素且其中 至少一種元素是金屬元素的合金或組合。 術語“基板”或“核心”通常意指係爲以各種製程作業轉 換爲所需微電子組態的基本工件之實際物體。基板可包括 導電材料（例如銅或銘）、絕緣材料（例如藍寶石、陶瓷 、或塑膠）·'半導體材料（例如砂）、非半導體材料、或 半導體材料及非半導體材料的組合、或某些上述材料的其 他組合。在某些實施例中，基板包括諸如針對材料的熱膨

脹係數而（Coefficient of Thermal Expansion ;簡稱 CTE )进擇且更密切配合諸如矽處理器晶片等的相鄰結構之 CTE的一核心片或張的材料（例如鐵-鎳合金）之分層結 構。在某些貫施例中，此種基板核心被疊層至針對導電性 及（或）導熱性而選擇的一片材料（例如銅或銅合金）， 然後以針對絕緣性、穩的性、及浮花壓製特性而選擇的一 層塑胳來覆盍g亥片材料。在某些實施例中，該塑膠具有在 (5) (5)200425439 被塑膠等的絕緣材料隔離的一層或多層中之線路。 術語“垂直的”被定義爲意指大致垂直於一·基板的主要 表面。高度或深度意指沿著與一基板的主要表面垂直的〜 方向之一距離。 圖1是一外部連接器端晶粒構裝（1 〇〇 )之一透視切 除示意圖。構裝（1 0 0 )包含一導熱核心（1 2 0 )，該導熱 核心（1 2 0 )具有用來附著一絕緣層（1 1 0 )(具有導線） 的一第一面（121)、以及露出的一第二面（122)。在某 些實施例中，係由諸如一片均勻的銅或銅合金等的一金屬 構成核心（1 2 0 )，或者核心（1 2 0 )具有諸如一層鐵-錬 合金等的一疊層或鍍層結構，且核心（1 2 0 )也具有包含 在一面或兩面上附著的銅之一層或薄片。層（110)具有 在該層中或在該層上的一個或多個導線層（92 )。在某些 實施例中，該等外部連接器包括諸如在一銲球柵陣列中配 置的複數個銲球（193 )。 代號（9 0 )通常意指被附著到基板（1 2 0 )及絕緣層 (1 1 〇 )下面的任何晶片，而諸如（1 9 0 )、 （ 2 9 0 )、（ 3 90 )等的代號意指在說明晶片的某些特殊部位時之不同 的實施例。代號（9 3 )通常意指被附著到基板（1 2 0 )及 絕緣層（1 1 0 )下面的任何外部連接器，而諸如（1 93 )、 (4 93 )、（ 5 9 3 )等的代號意指在說明連接器的某些特殊 部位時之不同的實施例。 在某些實施例中，絕緣層（1 1 0 )包括被接合到一堆 疊中之另一絕緣片的複數個絕緣片，且在每一絕緣片之間 -8- (6) 200425439 設有一層的導線層（92 )。在某些實施例中，一層的 層（92 )是在所示絕緣層（Π 〇 )的下表面上。在某 施例中，在每一導線的一末端上的一銲墊提供了連接 片（90 )及在對向端上的一較大銲墊的其中一個銲球 )之一接觸點，並提供了其中一個外部連接器（93 ) 接觸點。 諸如利用銲球（9 1 )將其上設有諸如一處理器、 體、或其他邏輯或類比電路等的電路之一晶片（90 ) 到導線層（92 )。在某些實施例中，晶片（90 )是圖 示之薄型晶片（190 )，其中在形成電路之後，以諸 學機械硏磨（Chemical Mechanical Polishing;簡稱 )或其他適當的削薄方法使該晶片變薄。在某些實施 ，由於連接器（93 )所用的銲球（1 93 )之較小尺寸 以需要有一薄型晶片，這是因爲晶片（90 )的厚度大 球（1 93 )的直徑，且晶片（90 )被放置在一平的印 路主機板上，則銲球（1 93 )將無法觸及該印刷電路 板。因此，在某些實施例中，藉由提供一足夠薄的晶 1 90 )，即可獲致小銲球（1 93 )與該印刷電路板間之 接觸。在其他的實施例中，晶片（90 )並未變薄，而 作出有足夠大的直徑（大於晶片（90 )的厚度）之銲 1 93 )，因而於進行黏著時，該等銲球將會觸及在其 印刷電路板。 圖2是一銲球端晶粒構裝（2 0 0 )之一透視切除 圖。在該實施例中，在印刷電路板（9 4 )中切開了一 導線 些實 到晶 (91 的一 記憶 連接 1所 如化 CMP 例中 ，所 於銲 刷電 主機 片（ 適當 是製 球（ 下的 示意 孔（ -9- (7) (7)200425439 2 9 9 )，以便一較厚的晶片（2 9 0 )(亦即，厚度與外部連 接器（9 3 )所用的銲球（2 9 3 )的直徑大約相同或厚度大 於該直徑之一晶片（9 0 ))可以有一延伸到孔（2 9 9 )之 厚度，因而可使外部連接器（9 3 ).適當地連接到印刷電路 板（94 )。在某些實施例中，對於諸如連接到一散熱片或 對於吹入空氣而言，係有助於經由該孔的熱散逸。印刷電 路板（94 )通常有在該印刷電路板中或該印刷電路板上的 複數個層之複數條導線（95 )。 在某些實施例中，連接器（22 7 )(例如被固定到一 螺孔的一螺栓、或其他適當的連接器）及連接器（22 5 ) (例如被固定到一螺孔的一螺栓、或其他適當的連接器） 將一可承受大電流的導體（226 )連接到基板（12〇 )。在 某些實施例中，導體（226 )載送晶片（90 )的接地連線 或電源連?Γ泉之電流的全部或部分。這是局頻（例如4 0 G Η z )處理器及其他邏輯或類比電路所用的大電流（例如1 00 安培）低電壓（例如1伏特）電源供應器之一重要的或有 功能。在某些實施例中，對於自基板（1 2 0 )至銲球（9 1 )然後至晶片（90 )的複數個連線而言，係經由絕緣層（ 1 1 〇 )進行電氣連接。 圖3是在具有被連接的散熱片（31〇)及（32〇)的一 裝置（3 8 0 )中之一銲球端晶粒構裝（3 〇 〇 )之一透視切除 示意圖。裝置（3 8 0 )包含印刷電路板（9 4 )、晶片構裝 (3 0 0 )、以及一個或多個散熱片（31〇 )及（或）（32〇 )。圖中亦示出其中包括一第一晶片（3 9 〇 )及一第二晶 -10- (8) (8)200425439 片（391 )的複數個晶片（90 )。在某些實施例中，係將 上散熱片（310)連接成壓在導熱基板（120)的第二面（ 1 2 2 )上（或者可在界面上使用散熱膏，以便改善熱傳導 )，並將一下散熱片（3 2 0 )連接成壓在該等一個或多個 晶片（90 )(在此例子中爲晶片（3 90 )及（3 9 ；[))的背 面（下面）上（或者可在界面上使用散熱膏，以便改善熱 傳導）。在某些實施例中，係將一個或多個可扣緊的及（ 或）彈簧負載式穿過電路板之結件（3 3 0 )(例如螺栓（ 3 3 1 )及螺帽（3 3 2 ))用來將散熱片（3 1 0 )及（3 2 〇 )相 互連接，且（或）將散熱片（310)及（3 2 0 )連接到印刷 電路板（9 4 )。在其他的實施例中，係將其他適當的方法 及裝置用來固定該等一個或多個散熱片。若干外部連接器 (93 )仍然將導線層（92 )連接到印刷電路板（94 )。 圖4是具有用於連接器（93 )的複數個接腳（493 ) 的一外部連接器端晶粒構裝（4 0 0 )之一切除示意圖。諸 如被銲球（9 1 )連接到導線層（92 )的晶片（90 )( —覆 晶組態）等的其他特徵係示於圖1。被接合到導熱基板（ 1 2 0 )的絕緣層（1 1 〇 )支承住（亦即在絕緣層（1 1 〇 )中 及（或）在絕緣層（1 1 〇 )上設有）導線層（9 2 )。 圖5是包含具有用於連接器（93 )的若干接觸墊（ 5 93 )的外部連接器端晶粒構裝（5 0 0 )的一裝置（5 8 0 ) 之一切除示意圖。在所示之實施例中，印刷電路板（9 4 ) 包含複數個彈簧負載式連接器（5 98 )，而每一彈簧負載 式連接器（5 9 8 )接觸一對應的接觸墊（5 9 3 )。諸如被銲 -11 - 200425439 ⑼ 球（9 1 )連接到導線層（9 2 )的晶片（9 0 )( —覆晶組態 )等的其他特徵係示於圖1。被接合到導熱基板（1 2 〇 ) 的絕緣層（11 〇)支承住（亦即在絕緣層（n 〇 )中及（或 )在絕緣層（1 1 〇 )上設有）導線層（92 )。 圖6、7A、及8A示出圖1_5中所用的基板（】2〇)的 各實施例之橫斷面圖。 圖6是具有用於連接器（9 3 )的若干銲球的一銲球端 晶粒構裝（6 0 0 )之一切除示意圖。在該實施例中，基板 (6 2 0 )包含爲了對晶片（9 〇 )的熱膨脹係數有更佳的匹 配而選擇的一片核心材料（6 2 2 )、以及被鍍層到或被接 合到具有高導熱性及（或）導電性的一層（62丨）及（或 )(6 23 )的核心材料（622 )之至少一面。在某些實施例 中，晶片（9 0 )主要是矽，且核心材料（6 2 2 )包含一鐵-鎳合金，例如包含具有大約42% (重量）的鎳之合金（有 時被稱爲N 4 2合金）、或包含具有大約3 6 % (重量）的 鎳之合金（例如Invar合金）、或具有Kovar®的合金（ 大約53%的鐵、29%的鎳、1.7%的鈷、1%的其他元素）， 以便匹配矽晶片（90 )的熱膨脹係數。矽的熱膨脹係數在 293度愷氏溫度下大約爲2.6〜2.9 X 1〇·6/°〇。Invar在20-1 〇〇 °C的平均熱膨脹係數小於大約].3 x 10·6厂C。Kovar® 的平均熱膨脹係數大約爲4.9 X 1(Γ6厂C。在某些實施例中 ，係針對預期工作溫度範圍而選擇其熱膨脹係數密切匹配 晶片（9 0 )(例如矽晶片）的熱膨脹係數之一合金（例如 具有介於Invar的鎳鐵比率與Ν42的鎳鐵比率間之鎳鐵比 -12- (10) (10)200425439 率的一鎳-鐵合金）。在某些實施例中，係將一銅薄片（ 或具有高導熱性及（或）導電性的其他金屬薄片）直接接 合到核心（622 )的上面及（或）下面，以便保持該合金 的尺寸熱膨脹係數特性，且同時改善複合基板（6 2 0 )的 熱及（或）電特性。在某些實施例中，形成了自銅層（ 62 1 )穿過絕緣層（1 1 〇 )而至銲球（9 1 )的複數個鍍銅通 孔（6 5 0 )，以便改善一電源連線的導電性，並改善導熱 性。在某些實施例中，係針對此種接觸而提供其他額外的 銲球，其中並未在電氣上連接該等銲球，而是該等銲球主 要在於改善自晶片（90 )至銅層（621 )的導熱性。在某 些實施例中，形成了自銅層（62 1 )穿過絕緣層（1 1 0 )而 至銲球（9 1 )的一個或多個鍍銅通孔（6 5 1 )。在某些實 施例中，係以沿著基板（620 )的整個周圍而鍍層或接合 的一銅層將上銅層（623)連接到下銅層（621)。 圖7A是一銲球端晶粒構裝（7〇〇 )之一切除示意圖 。構裝（700)包含一基板（720)，該基板（720)具有 一核心部分（722 )、圍繞該核心部分（722 )的在頂部之 一薄銅層（724 )及（或）在底部之一薄銅層（72 3 )、以 及在側端之一堅固的銅周圍裙部（72 1 )。核心部分（722 )係由所選擇的一材料所構成，以便提供對晶片（90 )的 熱膨脹係數有一更佳的熱膨脹係數匹配。在某些實施例中 ，比圖6所示構裝（600 )增量的銅增加了導熱性。 在某些實施例中，該銅基板開始時的形態是被接合到 絕緣層（Π 0 )的一大片（例如尺寸大約爲2 00 X 200毫 -13- (11) (11)200425439 米），然後將該大片切割成若干個別的構裝（例如i00、 6 0 0、7 0 0、或8 0 0 )。在某些實施例中，在切割開該等構 裝之前，先將一個或多個晶片（9 0 )連接到每~構裝。在 其他的實施例中，在連接該等晶片之前，先將該等__七刀 割開。 圖7B是將要被切割成複數個銲球端晶粒構裝（7〇〇 ) 的一片（7 〇 1 )之一俯視圖。在該實施例中，係針對每一 個別的構裝（7 0 0 )而將一獨立的長方形塊之核心材料（ 722)嵌入銅片（701)中，且圖7B中示出X及γ維度的 橫斷面。 圖7 C不出將要被切割成複數個銲球端晶粒構裝（ 7 0 0 ’）的一片（.7 0 2 )之一俯視圖。在所示之實施例中， 對於每一行的構裝（7 00’）而言，一條核心部分（722 ) 延伸該片（7〇2 )的長度，且因而每一構裝（7〇〇,）具有 沿者一方向而延伸其長度的一條核心材料。圖7A中示出 沿者X方向的橫斷面，但是核心（7 2 2 )沿著γ方向延伸 圖ό所示構裝的長度。此種方式使構裝（7〇2 )稍微容易 製造，但也具有稍微小的導熱性。 圖8 Α是一銲球端晶粒構裝（8 〇 〇 )之一切除示意圖 。該構裝大致與圖7所示之構裝（7 0 0 )相同，但不同之 處在於·不在核心（8 2 2 )的頂部或底部上提供任何銅層 (例如7 2 j或7 2 4 )，而該核心（8 2 2 )係經選擇而提供 對晶片（9 0 )的熱膨脹係數有更佳之熱膨脹係數匹配。在 某些實施例中，比圖6所示構裝（6〇〇 )增量的銅增加了 -14 - (12) (12)200425439 導熱性。由於省略掉頂部及底部銅層，所以使構裝（800 )稍微容易製造，但是也比圖7A所示之構裝（700 )具 有稍微小的導熱性。在某些實施例中，導線層（8 1 〇 )具 有複數個導線層（8 92 )及（8 9 3 )，且由絕緣層（81 1 ) 及（812 )使導線層（8 92 )與（8 93 )相互隔離，並使導 線層（8 9 2 )及（8 9 3 )與核心（8 2 0 )隔離。 圖8B是將要被切割成複數個銲球端晶粒構裝（8 00 ) 的一片（8 0 1 )之一俯視圖。在該實施例中，係針對每一 個別的構裝（8 0 0 )而將一獨立的長方形塊之核心材料（ 8 2 2 )嵌入銅片（8 0 1 )中（但核心（8 2 2 )並未被上銅層 或下銅層（例如7 2 3或724 )所覆蓋），且圖8B中示出 X及Y維度的橫斷面。 圖8 C示出將要被切割成複數個銲球端晶粒構裝（ 8〇〇·)的一片（8 02 )之一俯視圖。在所示之實施例中， 對於每一行的構裝.（8 0 0,）而言，一條核心材料（822 ) 延伸該片（802)的長度，且因而每一構裝（800，）具有 沿著一方向而延伸其長度的一條核心材料。圖8 A中示出 沿著X方向的橫斷面，但是核心（8 2 2 )沿著γ方向延伸 該構裝的長度，並具有圖1所示之一橫斷面。此種方式使 構裝（8 0 2 )稍微容易製造，但也具有稍微小的導熱性。 圖9是用來執行本發明的某些實施例的一方法的一系 ’下充或機益（9 0 0 )之一不意圖。係按照任何適當的順序（ 例如按照某些實施例所示的順序）執行該方法的各功能。 本發明的某些實施例包括用來製造電子構裝（1 〇〇 )的一 -15- (13) 200425439 方法及一對應的裝置（9 0 0 )。在某些實施例中，該 的裝置係以單一作業之方式執行該等個別的功能，而 他的實施例中，則使用了複數個較小的機器，其中每 器執行一子作業。在某些實施例中，係由用來在各作 之間移動製程中的零件之輸送器（9 0 1 )示意地代表 自動化輸送系統連接各種機器。該方法包含下列步驟 供（例如在輸送器（9 0 1 )上提供）一導熱金屬核心 );以及提供（例如在輸送器（902 )上提供）一第 子晶片（9 0 )。裝置（91 0 )執行下列功能：以一導 (1 1〇 )覆蓋金屬核心（90 )，該導線層（1 1〇 )具有 個導線（例如圖8所示之線路（8 92 )及（89；3 ))， 由一絕緣層（例如圖8所示之絕緣層（8 Π ))使該 數個導線與金屬核心（i 2 〇 )隔離，其中該導線層比 屬核心薄許多。裝置（920 )執行下列功能：形成並 若干銲球（9 1 )，且（或）將複數個外部導體（93 ) 如銲球）連接到基板（i 2 〇 )上的該導線層之該等線 裝置（93 0 )執行下列功能：利用第一複數個銲球將 晶片（90 )連接到該等線路。在某些實施例中，也將 個其他晶片（90 )連接到該導線層。在某些實施例中 置（9 4 0 )執行下列功能：切割開個別的構裝（i 〇 〇 ) 某些實施例中，然後以裝置（9 5 0 )測試這些個別的 (1 〇〇 )，並以裝置（9 60 )將這些經過測試的個別構 1 〇 〇 )分類（例如，將好的元件與壞的元件分開，且 )將速度快的元件與速度較慢的元件分開）。 各別 在其 一機 業站 的一 :提 (120 一電 線層 複數 且係 等複 該金 附著 (例 路。 第~ 複數 ，裝 。在 構裝 裝（ (或 -16- (14) (14)200425439 本發明的一實施例包含一裝置（100 )，該裝置（100 )包含一具有一第一主要面及一第二主要面之導熱金屬核 心、具有被連接到該第一面的一絕緣層之一導線層、以及 以該絕緣層與該金屬核心隔離的複數個導電線路，其中該 金屬核心比該導線層厚許多。裝置（】00 )亦包含由若干 銲球柵陣列銲球連接到至少某些該等複數個線路之一第一· 電子晶片、以及被連接到該等線路的複數個外部電氣連接 器，其中露出了該金屬核心的該第二面。 在某些實施例中，該金屬核心在鄰近該第一晶片的一 區域中，具有在匹配該晶片的熱膨脹係數上比大致純的銅 所能作到的更佳之有效熱膨脹係數。 在某些實施例中，該金屬核心包含由含有鐵及鎳的一 合金構成之一層。在某些此類實施例中，該鐵-鎳合金層 具有包含被附著在該第二面的銅之一層。在某些此類實施 例中，該鐵·鎳合金層也具有包含被附著在該第一面的銅 之一層。 在某些實施例中，該鐵·鎳合金層具有遠小於該金屬 核心的橫向寬度之一橫向寬度。 在某些實施例中，該金屬核心係在電氣上連接到該第 一晶片。 在某些實施例中，該金屬核心係在電氣上連接到該第 一晶片的一電源連線。 某些實施例進一步包含：一具有複數個導電線路之印 刷電路板（PCB )，其中該第一面上的該等複數個外部電 -17- (15) (15)200425439 氣連接器係在電氣上連接到該印刷電路板的該等複數個導 電線路；以及與該金屬核心的該露出的第二面有熱接觸之 一第一散熱片。 在某些此類實施例中，該印刷電路板具有在該第一晶 片對向的一開孔，該開孔的尺寸至少爲該第一晶片的尺寸 。某些此類實施例進一步包含經由該開孔而與該第一晶片 有熱接觸的一第二散熱片。 某些實施例進一步包含一第二電子晶片，且係由若干 銲球柵陣列銲球將該第二電子晶片連接到至少某些該等複 數個線路。 在某些實施例中，該金屬核心的厚度大約爲8 0 0微米 ，且該導線層的厚度大約爲40微米。 在某些實施例中，該等外部連接器包含複數個銲球， 且其中係在該晶片上形成電子電路之後，削薄該晶片的厚 度，使該晶片的厚度小於該等外部連接器銲球的直徑。 本發明的某些實施例包含一方法，該方法包含下列步 驟：提供一導熱金屬核心及一第一電子晶片；以具有由一 絕緣層隔離該金屬核心的複數個導電線路之一導線層覆蓋 該金屬核心的一第一面，其中該導線層比該金屬核心薄許 多；使用第一複數個銲球將該第一晶片連接到該等線路； 以及將複數個外部導體連接到該等線路。 在本方法的某些實施例中，該等複數個外部導體包含 第二複數個銲球，且其中該等第二複數個銲球的平均直徑 大於該等第一複數個銲球的平均直徑。 -18- (16) (16)200425439 某些實施例進一步包含下列步驟：提供一具有複數個 導電線路的一印刷電路板（P CB );將該第一面上的該等 複數個外部電氣連接器在電氣上連接到該印刷電路板的該 等複數個導電線路；以及使一第一散熱片與該金屬核心的 一露出之第二面有熱接觸。 某些實施例進一步包含下列步驟：在該印刷電路板中 提供一開孔；以及將該第一晶片的厚度定位到該開孔。 某些實施例進一步包含下列步驟··將該晶片在電氣上 連接到該金屬核心。 在某些實施例中，提供該金屬核心的該步驟包含下列 步驟：至少在鄰近該第一晶片的該金屬核心之一區域中， 提供遠小於銅的有效熱膨脹係數之一有效熱膨脹係數。 在某些實施例中，提供該金屬核心的該步驟包含下列 步驟：提供其中包含鐵及鎳的一合金層。 某些實施例進一步包含下列步驟：以包含在該第二面 上的銅之一層覆蓋該鐵-鎳合金層。 某些實施例進一步包含下列步驟：將該鐵-鎳合金層 的橫向寬度限制爲比該金屬核心的橫向寬度小許多。 本發明的某些實施例包含其中包含一電子晶片（90 ) 的一裝置、以及前文所述的被連接到該晶片（90 )而將熱 傳導到一被附著的散熱元件之構件，其中該導熱構件包含 用來與該晶片的熱膨脹係數有更佳的匹配之構件。 在某些實施例中，該導熱構件包含用來與該晶片的熱 膨脹係數有更佳的匹配之構件。 -19- (17) 200425439 某些實施例進一步包含與該導熱構件有熱接觸 一散熱片（3 1 0 )(請參閱圖 3 )。某些實施例進 含在該第一散熱片對向且與該導熱構件的一面上之 9 〇 )有熱接觸的一第二散熱片（3 2 0 )。 我們當了解，前文中之說明係用來舉例說明， 本發明加以限制。熟習此項技術者在參閱前文的說 將可易於作出許多其他的實施例。因此，應參照最 請專利範圍以及這些申請專利範圍所享有的等效權 整範圍而決定本發明的範圍。 【圖式簡單說明】 圖1是一外部連接器端構裝（1 00 )之一透視 意圖。 圖2是一銲球端晶粒構裝（2 0 0 )之一透視切 圖。 圖3是在具有被連接的散熱片的一裝置（38〇 一銲球端晶粒構裝（3 0 0 )之一透視切除示意圖。 圖4是具有接腳的一外部連接器端晶粒構裝（ 之一切除示意圖。 圖5是具有接觸墊的外部連接器端晶粒構裝（ 之一切除示意圖。 圖6是具有銲球的一銲球端晶粒構裝（6〇〇 ) 除示意圖。 圖7 A是一銲球端晶粒構裝（7 〇 〇 )之一切除 的一第 一步包 晶片（ 而非對 明之後 後的申 項之完 切除示 除示意 )中之 〔 400 ) ：5 0 0 ) 之一切 不意圖 -20- (18) (18)200425439 圖7 B是將要被切割成複數個銲球端晶粒構裝（7叫 )的一片（7 0 1 )之一俯視圖。 圖7 C是將要被切割成複數個銲球端晶粒構裝（7 〇 〇 ) 的一片（7 0 2 )之一俯視圖。 圖8 A是一銲球端晶粒構裝（8 0 0 )之一切除示意圖 〇 圖8 B是將要被切割成複數個銲球端晶粒構裝（8 0 (V )的一片（8 0 1 )之一俯視圖。 圖8 C是將要被切割成複數個銲球端晶粒構裝（8 0 〇 ) 的一片（8 0 2 )之一俯視圖。 圖9是用來執行本發明的一方法的一機器（900 )之 一示意圖。 元件對照表 100,200,300,400,500,600,700,700，，800,80〇，：構裝 1 1 0，8 1 1，8 1 2 :絕緣層 1 2 0 :導熱核心 121 :第一面 122 :第二面 92,8 1 0,8 92,8 9 3 :導線層 90 :晶片 93 :外部連接器 9 1，2 9 3 :銲球 -21 - (19) (19)200425439 190 :薄型晶片 9 4 :印刷電路板 299 :孔 2 90 :較厚的晶片 9 5 :導線 225,22 7 ：連接器 226 :可承受大電流的導體 3 1 0 5 3 2 0 :散熱片 3 8 0,5 8 0,9 1 0,92 0,9 3 0,94 0,9 5 0,960 :裝置 3 9 0 :第一晶片 3 9 1 :第二晶片 3 3 0 :結件 3 3 1 :螺栓 3 3 2 :螺帽 4 9 3 :接腳 5 9 3 :接觸墊 598:彈簧負載式連接器 62 0,72 0 ：基板 622 :核心材料 621,623 ：層 6 5 0，6 5 1 :鍍銅通孔 7 2 2 :核心部分 72 3,724 ：薄銅層 7 2 1 :銅周圍裙部 -22- 200425439 (20) 701，7 01，，801,802 ·· 8 20,8 22 ：核心 9 0 0 :系統 90K902 ：輸送器

Claims (1)

1. (1) (1)200425439 拾、申請專利範圍 1. 一種製造具有外部連接器端晶粒之熱強化電子覆 晶構裝之裝置，包含： 具有一第一主要面及一第二主要面的一導熱金屬核心 ，其中露出了該金屬核心的該第二面； 一導線層，該導線層具有被附著到該第一面的一絕緣 層、以及由該絕緣層隔離該金屬核心的複數個導電線路， 其中該金屬核心比該導線層厚許多； 被若干銲球柵陣列銲球連接到至少某些該等複數個線 路之一第一電子晶片；以及 被連接到該等線路之複數個外部電氣連接器。 2 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該金屬核心 在鄰近該第一晶片的一區域中，具有在匹配該晶片的熱膨 脹係數上比大致純的銅所能作到的更佳之一有效熱膨脹係 數。 3 .如申請專利範圍第2項之裝置，其中該金屬核心 包含由含有鐵及鎳的一合金構成之一層。 4·如申請專利範圍第3項之裝置，其中該鐵-鎳合金 層具有包含被附著在該第二面上的銅之一層。 5 .如申請專利範圍第4項之裝置，其中該鐵-鎳合金 層也具有包含被附者在該第一面上的銅之一層。 6 ·如申請專利範圍第3項之裝置，其中該鐵-鎳合金 層具有遠小於該金屬核心的橫向寬度之一橫向寬度。 7 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該金屬核心 -24- (2) (2)200425439 係在電氣上連接到該第一晶片。 8 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該金屬核心 係在電氣上連接到該第一晶片的一電源連線。 9.如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含： 具有複數個導電線路之一印刷電路板（PCB )，其中 該第一面上的該等複數個外部電氣連接器係在電氣上連接 到該印刷電路板的該等複數個導電線路；以及 與該金屬核心的該露出的第二面有熱接觸之一第一散 熱片。 1 〇.如申請專利範圍第9項之裝置，其中該印刷電路 板具有在該第一晶片對向的一開孔，該開孔的尺寸至少爲 該第一晶片的尺寸。 1 1.如申請專利範圍第1 0項之裝置，進一步包含經 由該開孔而與該第一晶片有熱接觸的一第二散熱片。 12. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含一第 二電子晶片，且係由若干銲球栅陣列銲球將該第二電子晶 片連接到至少某些該等複數個線路。 13. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該金屬核心 的厚度大約爲8 00微米，且該導線層的厚度大約爲40微 米。 14. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等外部連 接器包含複數個銲球，且其中係在該晶片上形成電子電路 之後，削薄該晶片的厚度，使該晶片的厚度小於該等外部 連接器銲球的直徑。 -25- (3) (3)200425439 1 5 · —種製造具有外部連接器端晶粒之熱強化電子覆 晶構裝之方法，該方法包含下列步驟： 提供一導熱金屬核心及一第一電子晶片； 以具有由一絕緣層隔離該金屬核心的複數個導電線路 之一導線層覆蓋該金屬核心的一第一面，其中該導線層比 該金屬核心薄許多； 使用第一複數個銲球將該第一晶片連接到該等線路； 以及 將複數個外部導體連接到該等線路。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之方法，其中該等複數 個外部導體包含第二複數個銲球，且其中該等第二複數個 銲球的平均直徑大於該等第一複數個銲球的平均直徑。 1 7 .如申請專利範圍第1 5項之方法，進一步包含下 列步驟： 提供一具有複數個導電線路的一印刷電路板（PCB ) 將該第一面上的該等複數個外部電氣連接器在電氣上 連接到該印刷電路板的該等複數個導電線路；以及 使一第一散熱片與該金屬核心的一露出之第二面有熱 接觸。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項之方法，進一步包含下 列步驟： 在該印刷電路板中提供一開孔；以及 將該第一晶片的厚度定位到該開孔。 -26- (4) (4)200425439 1 9 .如申請專利範圍第1 7項之方法，進一步包含下 列步驟：將該晶片在電氣上連接到該金屬核心。 2〇·如申請專利範圍第1 5項之方法，其中提供該金 屬核心的該步驟包含下列步驟··至少在鄰近該第一晶片的 該金屬核心之一區域中，提供遠小於銅的有效熱膨脹係數 之一有效熱膨脹係數。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項之方法，其中提供該金 屬核心的該步驟包含下列步驟：提供其中包含鐵及鎳的一 合金層。 22·如申請專利範圍第21項之方法，進一步包含下 列步驟：以包含在該第二面上的銅之一層覆蓋該鐵-鎳合 金層。 2 3 .如申請專利範圍第2 1項之方法，進一步包含下 列步驟：將該鐵-鎳合金層的橫向寬度限制爲比該金屬核 心的橫向寬度小許多。 2 4. —種製造具有外部連接器端晶粒之熱強化電子覆 晶構裝之裝置，包含： 一電子晶片；以及被連接到該晶片而將熱傳導到一被 附著的散熱元件之構件，其中該導熱構件包含用來與該晶 片的熱膨脹係數有更佳的匹配之構件。 25. 如申請專利範圍第24項之裝置，其中該導熱構 件包含用來與該晶片的熱膨脹係數有更佳的匹配之構件。 26. 如申請專利範圍第24項之裝置，進一步包含與 該導熱構件有熱接觸的一第一散熱片。 -27- (5) 200425439 27.如申請專利範圍第26項之裝置，進一步包含在 該第一散熱片對向且與該導熱構件的一面上之晶片有熱接 觸的一第二散熱片。 -28-