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用于電子封裝組件的互連器件的制作方法_3

文檔(dang)序號:9565839閱讀:來源:國知(zhi)局
圓柱形彈簧元件116的示例中,截面寬度是垂直于彈簧元件116長度的方向上的彈簧元件116的最大直徑。在又一實施例中,多個彈簧元件116的中值彈簧直徑在從約10nm至約2微米的范圍內。在具體實施例中,多個彈簧元件116具有從約lOOnm至約1微米范圍內的中值彈簧截面寬度。
[0067]在某些實施例中,互連器件106可經由金屬接合來接合到半導體器件102和/或外部制品104。在一個具體實施例中,互連器件106經由焊接接合到半導體器件102和/或外部制品104。多種低溫熔化和高熱導的材料可用于焊接。這種材料的一種非限制性示例是銦和銦的低熔點合金。在一個實施例中,在互連器件106和相鄰表面之間的接合力是從約ΙΟΝ/cm2至約400N/cm 2的范圍內。
[0068]在所示實施例中,每個互連部件107都耦合至半導體器件102接口層115的各焊墊113和外部制品104的各焊墊124。特別是,一個或多個彈簧元件116的第二或末端120耦合至半導體器件102的焊墊113或者外部制品104的焊墊124。而且,在一些實施例中,焊墊113和124的圖形可與互連部件107的圖形匹配。焊墊113和124可由導熱處理制成,諸如但不限于鋁、銅、金、銀或其組合。而且,可選擇焊墊113和124的材料以利于耦合半導體器件102和/或外部制品與互連部件107。特別是,選擇焊墊113和124的材料以利于將彈簧元件116的末端120耦合至焊墊113和124。
[0069]在某些實施例中,互連器件106的間距126可被限定為兩個相鄰設置的互連部件107的間隙。特別是,間距126可被限定為各互連部件107的兩個相鄰設置的支撐元件108的中心線之間的間距。在一個實施例中,間距126可在從約20微米至約100微米的范圍內。在另一實施例中,間距126可在從約30微米至約40微米的范圍內。間距126可被調整為適應存在于電子封裝組件100中的內部應力,以至少部分地防止電子封裝組件100中的翹曲。隨著間距126的值降低,也就是,隨著任意兩個相鄰設置的互連部件107之間的距離降低,互連器件106的導熱率增加。而且,在一些實施例中,可基于所需互連密度決定間距126。又可基于電阻封裝組件100需要的柔性量決定互連密度。在系統具有較高量的內部應力的情況下,可通過互連器件106修改間距126以允許適當量的柔性。在一些實施例中,互連部件107可具有均勻間距。但是,在一些其它實施例中,間距126的值可變化以用于不同互連部件107。在這些實施例中,間距126可被限定為兩個相鄰設置的互連部件107之間的平均距離。而且,盡管圖1中未示出,但是在一些實施例中,底部填充材料可被設置在一個或多個互連部件107之間以進一步增強電子封裝組件100的機械強度。在某些實施例中,間距126可適合于促進回流工藝,和/或允許底部填充材料設置在互連器件106的互連部件107之間。
[0070]一般,隨著與特定區域中的表面物理接觸的互連部件107的數量增加,在互連部件107和該表面之間的導熱率也增加。在一個實施例中,互連器件106可包括1cm2面積中至少50個互連部件107。在又一實施例中,互連器件106可包括1cm2面積中至少100個互連部件107。
[0071]在某些實施例中,有利地,互連器件100被配置成適應至少部分應力,該應力歸因于可能由半導體器件102自發熱導致的半導體器件102關于外部制品104的失配熱膨脹。在一些實施例中,本說明書的互連器件106的其它優勢可包括避免使用底部填充。如將理解的,典型地,提供底部填充用于分布歸因于由半導體器件102自發熱導致的熱膨脹的負載,當將互連器件102配置成適應半導體器件102和外部制品104之間熱膨脹時可避免使用底部填充。
[0072]而且,由于可避免使用底部填充,因此相對于使用底部填充的常規組件可降低電子封裝組件100的材料成本。再者,可以避免與提供底部填充相關的制造問題。在一些實施例中,使用較小間距直徑用于多個支撐元件108和/或多個彈簧元件116的情況下,在多個支撐元件108和/或多個彈簧元件116之間提供底部填充需要處理時間。借助于示例,已經觀察到在多個使用真空底部填充工藝或噴射分散底部填充工藝當中超過三十分鐘或幾小時的底部填充。再有,由于在電子封裝組件100中已經避免了使用底部填充,因此可降低多個支撐元件108和/或多個彈簧元件116之間的間隔距離。
[0073]圖2示出了本說明書的電子封裝組件的另一實施例。在所示出的實施例中,電子封裝組件200包括可操作地耦合至半導體器件204和外部制品206的互連器件202。半導體器件204包括具有多個焊墊207的接口層205。在所示出的實施例中,互連器件202包括多個互連部件220、230、240、250和260,其每一個都具有不同的結構設計。基于電子封裝組件中的熱管理需求、負載需求、內部應力等選擇互連部件220、230、240、250和260的結構設計。在所示出的實施例中,每個互連部件包括一個或多個支撐元件以及一個或多個彈簧元件。特別地,互連部件220包括具有第一表面225和第二表面227的支撐元件222。而且,互連部件220包括具有第一端224和第二端228的彈簧元件226。支撐元件222的第一表面225耦合至彈簧元件226的第一端224。而,使用焊墊209將支撐元件222的第二表面224耦合至外部制品206。而且,彈簧元件226的末端228經由焊墊207耦合至半導體器件204.
[0074]而且,互連器件202的互連部件230包括具有第一表面234和第二表面236的支撐元件232。而且,互連部件230包括具有第一端233和第二端235的兩個彈簧元件238。而且,互連部件230包括具有第一端237和第二端241的彈簧元件239。彈簧元件238的第一端233被設置在支撐元件232第一表面234上,且第二端235耦合至焊墊207。而且,彈簧元件239的第一端237被設置在支撐元件232的第二表面236上,且第二端241耦合至焊墊209。彈簧元件238和239可以是相同或不同結構、尺寸和/或特性。
[0075]而且,互連器件202的互連部件240包括具有第一表面244和第二表面246的支撐元件242。而且,互連部件240包括具有第一端243和第二端245的兩個彈簧元件248,以及另外兩個彈簧元件240具有第一端247和251。彈簧元件248的第一端243被設置在支撐元件242的第一表面244上,且彈簧元件248的第二端245耦合至焊墊207。而且,彈簧元件249的第一端247耦合至支撐元件242的第二表面246,且彈簧元件249的第二端251耦合至焊墊209。
[0076]此外,互連部件250包括具有第一表面254和第二表面256的支撐元件252。而且,第一和第二表面254和256每一個都耦合至彈簧元件258和259。彈簧元件258和259的第一端253和257被設置在支撐元件252的第一和第二表面254和256上。而且,末端255和261分別耦合至焊墊207和209。
[0077]而且,互連部件260包括具有第一表面263和第二表面265的支撐元件262。而且,互連部件260包括具有第一表面267和第二表面269的另一支撐元件264。支撐元件262和264的第一表面263和267通過彈簧元件266彼此耦合。而且,支撐元件262和264的第二表面265和269分別耦合至焊墊207和209。
[0078]將注意,互連部件220、230、240、250和260中每一個的結構設計在電子封裝組件中都彼此組合使用。例如,給定的電子封裝組件可采用互連部件230和240的組合。備選地,兩個或多個單種類型互連部件220、230、240、250和260可用在電子封裝組件中。例如,給定電子封裝組件可具有多個互連部件230作為互連器件。而且,單個互連部件220、230、240,250或260可與常規互連器件組合使用。而且,可以預想幾種其它種類互連部件220、230、240、250和260。借助于示例,在一個實施例中,給定支撐元件的第一表面耦合至兩個或多個彈簧元件,而,給定支撐元件的第二表面可耦合至外部制品。
[0079]圖3示出了圖2的互連部件220、230、240、250和260的變形的示例。在所示實施例中,電子封裝組件300包括具有多個互連部件301的互連器件290。而且,多個互連部件301的一個或多個互連部件301包括一個或多個支撐元件302以及一個或多個彈簧元件304。每個支撐元件302都包括第一表面306和第二表面308。而且,彈簧元件304包括第一端310和第二端312。在所示出的實施例中,彈簧元件304的第一端310耦合至支撐元件302的第二表面308。彈簧元件304的第二或末端312可被配置成耦合至外部制品316。而且,支撐元件302的第一表面306可被配置成耦合至半導體器件318。在非限制性示例中,半導體器件318可以是LED。
[0080]圖4示出了本說明書電子封裝組件的再一實施例。在所示出的實施例中,電子封裝組件400包括設置在半導體器件404和外部制品406之間的互連器件402以將半導體器件404和外部制品406熱連接且電連接。
[0081]如所示出的,互連器件402包括多個互連部件403。多個互連部件403的其它一個或多個互連部件403可包括一個或多個支撐元
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