[发明专利]带球栅网阵列电路的柔性引线

说明书

发明领域

本发明涉及柔性电路结构，具体地是指带球栅网阵列(TBGA)柔性电路结构，更具体地是指在这种电路上形成的触点。

发明背景

电子器件的通用封装结构是所谓的方形扁平封壳，其中，用聚合物作保护层密封集成电路。这种结构是正方形的，在封装外壳上有许多柔性的引线，连接到另一个电子元件，例如电路板。引线的挠度可以补偿组成方形扁平封壳的聚合物与电路板之间不同的热膨胀，因此大大防止把引线连接到电路板的焊接点的破裂或断裂。

为了容纳具有更多输入和输出引线的集成电路以及降低生产成本，现已提出用带球栅网阵列(TBGA)器件替代方形扁平封壳结构。这种TBGA器件包括柔性聚合物基板，其上至少在一侧设置金属层。基板通常以粘合方式附着到金属加强板上，焊球阵列附着到金属层所限定的电路上，从而允许连接到电路板上。令人遗憾的是，这种排列不允许焊球相对基板有更大的挠度，因此焊球与聚合物基板金属层之间的焊接连接处的破裂和断裂成为一个问题。

要求改善TBGA封装的结构，以与方形扁平封壳的性能相匹配。

发明概要

根据本发明的TBGA封装可以阻止由于封装与电路板之间热膨胀系数不同所造成的在热循环期间球栅网阵列焊接处出现的应力疲劳。根据本发明，构造的柔性电路板包括一个悬臂横梁，它跨越柔性电路一端的通孔。用一般的方法将焊球附着到该悬臂横梁。悬臂横梁较佳地向下弯曲，提供焊球相对柔性电路一定的移动能力。增加的移动能力可降低热循环期间累积的应力水平，因而增大封装的耐久性，还能改善封装与电路板之间的共面性，共面可以保证每个焊球在表面装配期间与焊膏接触。

具体说，本发明是附着焊球的一种柔性电路结构、包含一块柔性聚合物基板，它有两个主表面，至少有一个通孔通过聚合物基板延伸，在聚合物基板的至少一个主表面上设置金属，限定终止在通孔一根引线上的电子电路，引线仅仅在通孔的部分路径延伸，限定悬臂端在正交于聚合物基板主表面的方向上自由移动。通孔可以沿引线延伸，或者在邻近引线处切割聚合物基板，以增大悬臂端的有效长度，从而增大悬臂端移动的挠度和范围。

附图简述

本发明将参照附图进行描述，附图中的相同标号指几幅图上的类似部分。其中：

图1是本发明附着焊球的柔性电路结构的截面图。

图2是图1柔性电路一部分的俯视图，显示一条电路轨迹的端部。

图3是图1附着焊球的柔性电路一部分截面图和焊球附加到柔性电路上后控制焊球装置的截面图。

图4是图1附着焊球的柔性电路的截面图，显示用图3装置控制焊球的结果。

图5示出本发明柔性电路的另一个实施例。

图6示出本发明柔性电路的又一个实施例。

较佳实施例的描述

图1示出一个以10表示的柔性电路以及通常采用的环境。柔性电路10包括聚合物薄板12(通常由聚酰亚胺制成)以及为了限定电子电路至少在聚合物薄板12的一个主表面上设置的金属14，通常为铜。在图1中，金属14的上层限定信号轨迹16，下层限定接地平面18。在有些情况中，不存在接地平面18，因此聚合物薄板12只包括一层金属。

柔性电路10通常用粘合剂22附着到加强板20上。加强板20给柔性电路10提供尺寸稳定性。采用任何常规的方法，如引线键合、热压焊接或倒装片技术，通常集成电路连接到信号轨迹16和接地平面18上。

柔性电路10、其加强板20和其它元件的组装件通常附着到一个一般印刷电路板上。这种附着是通过焊球24焊接到柔性电路10上，又通过质量回流焊接到印刷电路板上。焊球24附着到柔性电路10上是通过将每个焊球24经聚合物薄板12上形成的通孔26焊接到适当的电路轨迹16上实现的。在传统的柔性电路结构中，电路轨迹16跨越通孔26，因此在相对柔性电路10的地方是坚固地维持的。这种坚固性导致在组装件上累积应力，尤其是在焊球24的焊接点上，由于温度变化的结果，各个元件改变尺寸。这种应力早晚会导致元件或其附着面积的断裂，可能导致器件出故障。

设计的本发明可以消除这种应力，它是这么设计的，提供的电路轨迹16比完全跨越通孔26短，并终止在通孔26。如图2可清楚看到，电路轨迹16终止在放大引线28中，它包括只在通孔26一部分路径上延伸的悬臂端30。

焊球24采用传统方法附着到悬臂端30，并相对于聚合物薄板12自由移动，这是由于与过去的电路轨迹不同，悬臂端30能够相对薄板12移动。通过选择悬臂端30的宽度和厚度，能够调节自由端30的挠度和弹簧常数。