[发明专利]带有调谐质量阻尼结构的电路板级封装

说明书

技术领域

本发明大体上涉及电路板级封装，并且更具体地涉及的是包括调谐质量阻尼结构的电路板级封装。

背景技术

集成电路(IC)技术不断进步。这种进步经常包括按比例缩小器件几何形状来实现更低的制造成本、更高的器件集成密度、更高的速度以及更好的性能。相似地，半导体封装变得越来越小并且包括更多高级器件，例如芯片尺寸封装(CSP)的使用。

半导体封装的常规使用方式是使用球栅阵列(BGA)技术将封装安装在印刷电路板上。在该方法中，使用与印刷电路板上的金属接触焊盘接合的焊球将半导体封装安装在印刷电路板上。金属接触焊盘为封装中的芯片提供电源和数据通信。印刷电路板还可以具有其他部件，诸如，电源、散热片、风扇等等。

电路板级封装的一种特有的故障模式是焊接接点故障，在此处由于焊料无法与印刷电路板或芯片上的接触焊盘适当地接触而破坏了芯片的电连接。一些焊接接点故障的原因是印刷电路板由于机械冲击而产生挠曲。机械冲击可以由运输或现场使用包括电路板级封装的产品导致。机械冲击的另一原因包括使电路板级封装经受跌落测试的JEDEC测试。例如，在JEDEC标准No.22-B111中所描述过的这种JEDEC测试。

机械冲击可能导致印刷电路板挠曲。如果印刷电路板被视作是x-y平面中的直线的话，那么，该挠曲包括边缘相对于中心自x-y平面中的偏离(通常在小阻尼下)，振动运动。该振动的挠曲可以对处在焊球与接触焊盘接触的位置上的电连接造成损害。现有的将由于挠曲所产生的损害最小化的方案包括使用用于焊球的更大的接触焊盘，使用更薄的芯片封装，以及使用金属支撑。然而，在许多情况下这种常规的方案无法提供充分的损害预防。因此，亟需一种更好的技术，尤其是在JEDEC测试过程中，预防机械冲击的损害。

发明内容

本发明的一种较宽泛的形式包括一种电路板级封装，包括：印刷电路板；半导体管芯封装，安装在印刷电路板上；调谐质量结构；以及支撑结构，安装到印刷电路板，并且支撑调谐质量结构。

本发明的另一种较宽泛的形式中的形式包括一种封装件，包括：电路板，在电路板上安装有一个或多个电子元件；支撑结构，连接到电路板，支撑结构的足迹对应于电路板的足迹；以及阻尼器，通过支撑结构进行支撑，并且被悬挂在与支撑结构中心对应的位置上。

本发明的又一种较宽泛的形式包括一种用于制造电路板级封装件的工艺，工艺包括：在电路板上安装半导体管芯封装件；以及在电路板上安装机械振动阻尼结构，机械振动阻尼结构包括相对于电路板悬挂的有源质量阻尼器，从而使得有源质量阻尼器的机械振动减小电路板的挠曲振动。

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种电路板级封装结构，包括：印刷电路板；半导体管芯封装结构，安装在所述印刷电路板上；调谐质量结构；以及支撑结构，安装到所述印刷电路板，并且支撑所述调谐质量结构。

在电路板级封装结构中，使用多个焊球将所述半导体管芯封装结构与所述电路板相连接。

在电路板级封装结构中，所述支撑结构具有与所述印刷电路板相匹配的形状，并且与所述印刷电路板的边缘相连接。

在电路板级封装结构中，通过所述支撑结构悬挂所述调谐质量结构，并且所述调谐质量结构具有运动的自由度，从而在与所述印刷电路板平面垂直的方向上机械地振动。

在电路板级封装结构中，所述调谐质量结构包括悬挂在所述支撑结构的四角上的金属重物。

在电路板级封装结构中，使用多个金属带状件将所述金属重物悬挂在所述支撑结构上。

在电路板级封装结构中，所述支撑结构和所述印刷电路板占据平行的平面，并且其中，所述调谐质量结构具有接近和远离所述支撑结构和所述印刷电路板的中心运动的自由度。

在电路板级封装结构中，进一步包括：散热片，连接在所述印刷电路板的与所述支撑结构相对的面上。

在电路板级封装结构中，进一步包括：散热片，连接在所述印刷电路板的与所述支撑结构相同的面上。

根据本发明的另一方面，提供了一种封装件，包括：电路板，在所述电路板上安装有一个或多个电子元件；支撑结构，连接到所述电路板，所述支撑结构的足迹对应于所述电路板的足迹；以及阻尼器，通过所述支撑结构进行支撑，并且被悬挂在与所述支撑结构中心对应的位置上。

在该封装件中，所述支撑结构包括金属框架，所述金属框架的边缘对应于所述电路板的边缘。

在该封装件中，进一步包括：芯片封装件，使用球栅阵列安装在所述电路板上。