TWI324821B - Package structure for connecting i/o module - Google Patents

Description

1324821 * 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種可連接輸出/輸入模組之封裝結構，特別是關於一 種可輕易更換輸出/輸入模組之封裝結構。 【先前技術】 現今電子工業中，多晶片封裝結構(Multi chip package)與系統封裝结構 (System in package)，係利用導線架和錫鉛球為最主要之焊接方式，以將該 等電子元件固定並連接至位於基板本體上的金屬電路。然而，隨著電子產 品逐漸趨向輕、薄、短、小與高功能的要求，該等電子產品内之電子元件 與線路接腳數目亦相對增加，而且愈趨微細。 其t錫鉛球扮演著相當重要的腳色，由於錫鉛球系負責電氣訊號之傳 遞，以至於一旦錫鉛球遭受損壞，將可能導致整個元件功能失效。習知的 錫金。球之損壞方式係為熱疲勞破壞(Tilermal Fatigue)，由於整個封裝結構係 由數種材料所組合而成，其中最靠近自由端的介面係屬錫錯球，當錫錯球 承受了數種溫度變化之後，將產生相當大的應力以導致該錫錯球容易產生 裂縫和脫層’進而使得整體封裝結構崩壞。若錫錯球的高度愈低，則所造 成之疲勞扣傷愈大，其由於高低溫停留於錫鉛球上的時間較長，進而影響 整體的哥命。換言之，在欲達到輕、薄、短、小與高功能之封裝目標時， 將對該等電子元件本身的壽命造成一定程度的衝擊。 當產生如前述之情形，勢必需要修護或更換該等因錫錯球損壞而遭受 知壞的電子疋件以持續維持產品的正常運作。但由於該等電子元件於傳統 1324821 、、、裝技術中係焊接連接料，域為岐融合之焊接，因此勢 岭以重工(_哄料妨4理。餘錄故下，諸如_裝或祀 (Wdimensional) , ta^^W^^(und^ 升可靠度’但織其麵的不可她，㈣刪為SiP (柳m in

PaCkagmg)封賴—種，其除了朗於電子封裝外亦可麟光電、微機電 ⑽㈣細賴，㈣職獅纖砸可將 系統作初步之整合，但現今所咖的满犯封裝結構，皆不具可重工性。 在產如之研發階段時，勢必級過多次的實驗與測試，現今的研發階段係 _習知的焊接方式，將該等電子元件焊接至基板本體上，再測試其產品 疋否達到所需之效能，若沒有達到該效料，便需要更換不賴之電子元 件’其便可罐些物，咖後㈣臟，更甚者影 響到產品本身之效能。 因此有必要提供-封裝結構，其能夠解決無法或不易修復、更換、更新 元件之問題。 【發明内容】 本發明之_的係提供—種可連接輪_人触之雖齡其可 輕易地更換輸出/輸入模組。 本發明之可連接輸出/輪入模組之封裝結構係包含至少-基板本體，該 基板本體上嫌恤㈣傳峨訊號、至少—插塌，該插入稽 道實質上為纖输,， 側邊，其轉侧人/輪級_从錄咖^㈣壁具有複 6 1324821 敫個接點’其用以電性連接該輸^/輪出模組上 ^ 斗目應接點，該等於插入槽 道之内壁的複數接點之表面另鍍覆有一 μ 料層，並藉由表面粗化處理， 以加強與雜v輸減虹之喊_之紐軸穩定性。 根據本發明，該封裝結構尚包含至少— 之接合面。 其肋接合各基板本體 藉由本發明所揭示之封裝結構，可有效地解決當部分元件損毀就必須 拋棄整個元件構如及當__技件時，細_整個元件構裝 之問題。 【實施方式】 第认至1C圖係為本發明之可連接輸出/輸人模組之封裝結構的多向性 連接示意®。㈣所示，每贿裝轉⑼贼有複數傭人槽道⑽以 用於與輸瑪出模組1〇7做相互電性連接，第1A圖係為本發日月之第—實 施例’其中該輸v輸出模組1〇7與封裝結構1〇1係呈垂直之電性連接。如 圖所示，該插入槽道103係設置於封裝結構1〇1之上表面，並與封裝結構 101之上表面呈相互垂4之方向，該插人槽道⑽储有複數個無彈性及具 有導電性之接點，其藉由導電之金屬材料形成於插入槽道103之内壁，以 用於電性連接該輸入/輸出模組107上相對應之接點。 第圖係為本發明之第二實施例，其中該輸入y輸出模組1〇7與封裝結 構101係呈平行之電性連接。如圖所示，該插入槽道〗03係設置於封裝社 構101之側表面’並與封裝結構1〇1之上表面呈相互平行之方向，該插入 槽道103係具有複數個無彈性及具有導電性之接點，其藉由導電之金屬材 7 1324821 料形成於插入槽道1()3之内壁，以用於電性連接該輸墙出模組⑴7上相 對應之接點。 第ic圖係閣示本發明之另一連接方法，其中該輸w輸出模组阳與 封裝結構m係呈相互平行之電性連接。需注意的是，該輸瑪出模組1〇7 並未直接平行與封裝結構101之插入槽道1〇3相互電性連接，而係採用與 封裝結構ιοί表面之插槽1G4(諸如匯流排插槽)呈相互平行之電性連接，該 插槽104係與封裝結構101之上表面呈相互平行之設置，且該插槽⑽係 具有複數個無雜及具有導雜之接點，其藉由導電之金射料形成於插 槽104之内壁’以用於電性連接該輸^/輸出模组1〇7上相對應之接點。 第2A至2H®為本發明之第一實施例之製造流程圖。第2八與迚圖係 為該製秘程之初始步驟，其中第2B圖係為第2A圖之側視圖。如圖所示， 〇基板本體201之表面具有用以傳輸電氣訊號之金屬電路加，該基板本體 2〇1之材質係採用硬金(_材質，其因硬金具有耐磨且導電性良好之特 質’而該金屬電路2〇2係藉由習知的電鐘、曝光、_以及雷射鑽孔等方 式形成於基板本體201之表面，但此過程中並不包含上防銲層(._) 之步驟。 第2C與2D圖係為該製造流程之第二步驟，其中第2d圖係為第2c 圖之側視圖。如圖所示’於基板本體2〇1之表面將欲作為插入槽道2〇3的 位置採祕财式働丨出_，並料電㈣材料(諸如鋼、銀或金麟覆於 該凹槽之内壁，以形成具有電性連接之鐘覆層。 第2E與2F圖係為該製造流程之第三步称，其中第π圖係為第迚圖之 8 1324821 側視圖。如圖所示’藉由習知的雷射鑽孔方式以將不必要的鍍覆層去除， - 形成複數個具導電性之接點204,由於該等接點204係直接藉由導電金屬材 料鍍覆於插入槽道203之内壁以及利用雷射鑽孔去除不必要的鍍覆層而形 成之，因此該等接點204並無具有彈性之特性。該接點204之表面尚鍍覆 一抗磨損層205以及藉由表面粗化處理以加強與該輸入/輸出模组2〇7之接 點間的電性接觸穩定性。 第2G與2H圖係為該製造流程之最終步驟，其中第2h圖係為第 圖之側視圖。如圖所示，將具有插入槽道2〇3之基板本體2〇1漆上一防銲 層’即為習知的綠漆，並於插入槽道2〇3之外側週圍設置複數個插勒結構 206，其用以導引該輸出/輸入模，组2〇7之插入方向，並穩固該輸^輸出模 組207避免因外力碰撞而造成的損壞。 第3圖侧示根據本發明之第一實施例之插入槽道之結構示意圖。如 圖所示，該插入槽道203於鍍覆導電金屬材料之步驟時，將該導電金屬材 料鍍覆於插入槽道203之所有内壁上，再利用雷射鑽孔去除不必要的鍵覆 層而形成複數個接點204於該插入槽道203之所有内壁上，以至於該插入 槽道203不被限制於僅能電性連接特定之輸〜輸出模組2〇7，從而具有高 相容性之特性。 第4A至4H圖係闡示本發明之第二實施例之製造流程圖。第从與 狃圖係為該製造流程之初始步驟，其中第4B圖係為第4A圖之侧視圖。如 圖所示。該基板本體4〇ι之上 '下表面皆具有複數條金屬電路4〇2，其用以 傳輸電氣訊號’其中該基板本體4〇1之材f係採用硬金材質，其因硬金具 9 有耐磨且導電性良好之特質，而該金屬電路402係藉由習知的電鍍、曝光、 蝕刻以及雷射鑽孔等方式形成於該基板本體401之表面，但此過程中並不 包含上防銲層(solder mask)之步驟。如第4B圖所示，該金屬電路4〇2係藉 由電鐘通孔(Plating Through Hole ’ PTH)之方式相互連接於基板本體4〇1上 表面以及下表面之金屬電路發並於基板本體4()1之側邊將欲作為插入槽 道403之位置利用钮刻之方式蝕刻出該凹槽。 第4C圖係為該製造流程之第二步驟。如圖所示，該上層板4〇6板材質 係如同基板本體4G1採用硬金材質，其0級金具有耐紅導電性良好的 特質。該上層板概之上下表面係藉由前述之方式形成該等用以傳輸電氣 訊號之金屬電路402，其巾與前述步驟不同為在此過程巾該上層板係包 含上防銲層之步驟《»如剖面圖所示，該上層板4G6亦藉由電錢通孔之方式 相互連接於上層板406之上表面以及下表面之金屬電路4〇2，接著與該基板 本體401側邊之欲作為插入槽道403之凹槽相對應的的區域，將導電金屬 材料(諸如銅、銀或金)鍍覆於該區域之表面，以形成具有導電性之鐘覆層， 再藉由習知的雷射鑽孔方式轉不必要的鍍覆層去除，形成複數個具導電 性之接點’由於料無4〇4鍾接藉由導電金屬機鋪於上層板 406之對應該基板本體401側邊凹槽之區域以及利用雷射鑽孔去除不必要的 鍍覆層而形成之’因此該等接點404並無具有彈性之特性。該等接點4〇4 之表面尚鐘覆-抗磨損層405以及藉由表面粗化處理以加強與該輸^/輸出 模組407之接點間的電性接觸穩定性。 第4D圖係為該製造流程之第三步驟。如圖所示，該下層板4〇8板材質 1324821 係如同基板本體401採用硬金材質，其因為硬金具有耐磨且導電性良好的 特質。該下層板408之上下表面係如同前述之方式以形成該等用以傳輸電 氣訊號之金屬電路402，其中與前述步驟不同為在此過程中該下層板4〇8係 包含上防銲層之步驟。如剖面圖所示，該下層板4〇8亦藉由電鍍通孔之方 式相互連接於下層板408之上表面以及下表面之金屬電路402,接著與該基 板本體401側邊之欲作為插入槽道403之凹槽相對應的的區域，將導電金 屬材料(諸如銅、銀或金)鍍覆於該區域之表面，以形成具有導電性之鑛覆 層，再藉由習知的雷射鑽孔方式以將不必要的鍍覆層去除，形成複數個具 導電性之接點4〇4,由於該等接點4〇4係直接藉由導電金屬材料鍍覆於下層 板408之對應該基板本體4〇1側邊凹槽之區域以及利用雷射鑽孔去除不必 要的鍍覆層而形成之，因此該等接點404並無具有彈性之特性。該等接點 404之表面尚鍍覆一抗磨損層4〇5以及藉由表面粗化處理以加強與該輸入/ 輸出模組407之接點間的電性接觸穩定性。 上述之實施例雖然依序以該基板本體401、上層板406、下層板408之 順序製造，但並不為本發明之限制條件。該基板本體4〇1、上層板4〇6、下 層板408之亦可以其他順序製造。 第4E與4F圖係為該製造流程之第四步驟，其中第补圖係為第4E圖之 側視圖。如第4E圖所示，其為本發明第二實施例之層壓結構示意圖，於基 板本體401、上層板406以及下層板408之間各別安置一介電層409。該等 介電層409之材質係可為陶鼓二氧化梦，其用以減少漏電流以避免降低 凡件電流之驅動力。該等介電層409之側邊利紐刻方式_出與該基板 11 1324821 本體401側邊之欲作為插入槽道4〇3之凹槽相對應的凹槽，接著利用層屋 之方式將由上而下依序為基板本體4⑴、介電層、上層板、介電層 409、下層板408之各層板相互接合。 第4G圖係闡示本發明第二實施例之經過接合的結構側視圖，其係利用 顧之方式接合之各層板以形成一完整之由基板本體、介電層卿、上 層板406、介電層409、下層板4〇8所構成之封裝結構，如圖所示，藉由該 層虔之方式亦形成-完整之插入槽道柳，該插入槽道柳具有複數個無彈 性且具導電性之接點4〇4，以及該等接點4〇4之表面尚鍍覆一抗磨損層奶 以及藉由表面粗化處理以加強與該輸^/輪出模纪4〇7之接點間的電性接觸 穩定性。 請參閱第犯圖，其藉由電度通孔之方式以將該等形成於基板本體仙 之上、下表面、上層板406之上、下表面以及下層板4〇8之上下表面的 該等金屬電路仙2相互連接以傳輸電氣訊號至各層板。並於該封裝結構之 外圍另設置-加固元件·，該加固元件係可為加固條、加固夹或金屬 環，其用以穩定固持該封裝結構内之各層板。 综上所述，本發明已符合創作專利申請之要件，爰依法提出專 利申請。賴本發明已以雛實補揭露如上，織麟Μ限制本發 明，故任何熟習此項技術者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各 種更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】 12 1324821 第认至1C圖為本發明之可連接輸出/輸入模組之封裝結構的多向性連接示 意圖。 〃 第2Α至则為本侧錢編封 之製造流程圖。 、。再 第3圖為本發明第-實施例之插人槽道之結構示意圖。 第4A至4H圖為本發明第二實施例之水平連接輸出/輪玄 製造流程圖。 ：績切裝結構之

【主要元件符號說明】 101 封裝結構 201、401 基板本體 102 晶片 202 ' 402 金屬電路 103、203、403 插入槽道 104 插槽 204、404 接點 205、405 抗磨損層 206 插鞘結構 107、207、307、407 輸入/出模纪 406 上層板 13 1324821 408 下層板 409 介電層 410 加固元件

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Claims (1)

1324821 十、申請專利範園： 1·—種可連接輸出/輸入模組之封裝結構，包含： 至少一基板本體，該基板本體上設有金屬電路用以傳輸電氣訊號； 至少一插入槽道，該插入槽道實質上為該基板本體之一部份，且具有 一開口形成於基板本體之表面或舰，其用以接受該輸碌出模組之插 入；及 複數個接點，該接點係利用導電金屬材料形成於該插入槽道之内壁， 其用以電性連接該輸入/輸出模組上之相應接點。 2·如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中該接點係為無彈性且具 有導電性之接點。 3·如申請專利範圍第2項所述之封裝結構，其中該接點表面讀覆有一 抗磨損層，並藉由表面粗化處理，以加強與該輸入/輸出模組上之相應接點 之電性接觸穩定性。 4. 如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中該插入槽道係採用蝕刻 方式於該基板本體上蝕刻形成，該接點係以鍍覆該導電金屬材料於該插入 槽道之内壁’再利用鑽孔方式將不必要的部分去除，以形成該具有導電性 之接點。 5. 如申請專利範圍第4項所述之封裝結構，其中該導電金屬材料為銅'銀 或金。 6. 如申請專利範圍第4項所述之封裝結構，其中該鑽孔方式可為雷射鑽孔。 7. 如申請專利範圍第1項所述之封裝結構，其中該插入槽道之插入方向 15 係與該基板本體之金屬電路之走向呈垂直。 8‘如申請專利範圍第7項所述之封裝結構，另包括一插勒結構，係設置 於該插人舰外，_導舰細/輸人麵之插入方向。 9.如申糊瓣1娜娜轉，其f之插入方向 係與該基板本體之金屬電路之走向呈平行。 1〇_如申請專利範圍第9項所述之封裝結構，另包括-加固元件，係設置 於該封裝結構賴，肋穩定畴雜板本體。 L如申請專利觸9項所述之封裝結構，其中該加固元件係為加固條、 加固夹或金屬環。 12. -種可連接輸出/輸入模組之封裝結構，其包含： 至少二《板本H ’各基板本社設有麵電路肋雜電氣訊號； 至少一介電層，用以接合各基板本體之接合面； ☆至少-插人槽道，該插人槽道係形成於翻基板本體之間，其用以接 受該輪入/輸出模組之插入；及 複數個接點’該接點係由導電金屬材料形成於該插人槽道之内壁，其 用以電性連接該輸入/輸出模組上之相應接點丨 、 其中，該插入槽道係形成於該概基板本體之間，且其插入方向係與 各基板本體之金屬電路之走向呈平行。 13·如申請專利範圍第12項所述之封裝結構，其中該接點係為無彈性且具 有導電性之接點。 14. 如申請專·㈣13項所述之封裝結構，其巾該接點之表面另鑛覆有 1324821 ' 一抗磨損層，並藉由表面粗化處理，以加強與該輸入/輸出模組上之相應接 . 點之電性接觸穩定性。 15. 如申請專利範圍第12項所述之封裝結構，其中該插入槽道係採用蝕刻 • 方式於至少一基板本體上蝕刻形成，該接點係以鍍覆導電金屬材料於該插 入槽道之内壁，再利用鑽孔方式將不必要的部分去除，以形成該具有導電 性之接點。 16. 如申請專利範圍第12項所述之封裝結構，其中該導電金屬材料為銅、 銀或金。 Π.如申請專利細第u項所述之織結構，其中該基板本體與介電層係 利用層壓方式接合。 18_如申請專利範圍第12項所述之封裝結構，另包括一加固元件，係設置 於該封裝結構外圍’ Μ穩定輯該複數基板本體與該介電層之接合。 19·如申«利範圍第18項所述之封裝結構，該加固树為加固條、加固 夾或金屬環。 17