[发明专利]用带开口的基板制造多层电路板的方法

说明书

本申请是发明专利申请第95120551.X号、申请日1995年12月5日、发明名称为“多层电路板”的分案申请。

本发明一般说来涉及制造多层电路板的方法以及多层结构。说得详细一点，本发明涉及用于形成单芯片组件迭层板(SCML)或多芯片组件迭层板(MCML)的芯片托架的一种改进技术。上述多芯片组件迭层板托架上开有窗口用于接受集成电路芯片。尤其是在用已知的FR4类的有机电路板工艺和其它环氧树酯-玻璃纤维板工艺来形成SCML和MCML的时候，本发明特别有用。

在形成电路板，特别是形成计算机中所用的电路板的时候，必须把各种部件装到一个基板上去。这些部件中有集成电路(I/C)芯片。为了把集成电路芯片装到电路板上去人们已经开发出了许多工艺。一种工艺是所谓的“直接芯片连接”(DCA)。在这种工艺中，芯片和其他部件一起被直接地组装到计算机的电路板或者母板上。尽管这种装配形式有某些吸引人的方面，但对直接芯片连接来说存在着某些严重的限制。这些限制包括硅芯片与电路板的热不匹配。因为电路板典型地说是用环氧树酯玻璃纤维RF4工艺制成的而且它的热胀系数(CTE)和典型地说由硅制造的集成电路芯片的热胀系数有极大的不同。而且，还存在着在有芯片失效的情况下电路板要重新返工的问题，在极端的情况下，由于某一单个集成电路芯片的功能失常或其他问题，在生产工艺的最后不得不整个地拆毁一块电路板。

由于上述的和其他的理由，用于把集成电路芯片连接到电路上去的一个最通用的工艺是利用芯片托架。先把集成电路芯片装配到这些芯片托架上，然后依次把这些托架装配到电路板上。尽管这将导入另一封装级别。但对这种芯片装配形式来说有某些优点，例如，它是芯片连接的一种更希望的模式。在这种工艺中，可用焊球连接法，丝焊法把集成电路芯片安装到托架上，接着把已安装上一个或多个芯片的托架用各种不同的工艺，诸如插针入孔片(pin-in-hole)，焊球法或者丝焊法安装到电路板上。这种工艺的优点是允许对单个托架上的芯片单个地或一小组进行测试，而且，如果发现有失效或功能失常的芯片，就可以很容易地换掉该芯片，或者如果不更换，该芯片和该托架可以报废而不必在工艺处理的最终形态下废掉或者拆掉整个电路板。此外，这种工艺还允许(由于若干理由)在芯片和芯片托架之间对热不匹配有较大的容限。

在一种工艺中，托架材料可选择为使其热胀系数在集成电路的硅和电路基板的有机环氧树酯玻璃纤维材料的热胀系数之间。这种类型的托架之一是陶瓷托架，这种托架在专业人员中是人所共知的。

在造成或者使芯片和电路板材料之间的热不匹配的后果减至最小的其他的因素是芯片托架本身和电路板比较相对地小，因而，当和把相对小的集成电路芯片直接安装到相对大的电路板上那种情况相比，芯片的热不匹配效果就大大地减小了。因此，一种用于把芯片装在托架上而托架装在电路板上的技术已被开发了出来，在这种技术中，芯片托架和电路板两者用的是同一种材料，在许多例子中，这种材料是FR4环氧树脂玻璃纤维材料。借助于把同一材料用于芯片托架和电路板双方，从实质上说，可把同一工艺用于形成芯片托架和电路板材料双方，并以此来减少提供最终产品所必须的工艺数目。

用于把环氧树脂玻璃纤维FR4材料形成为芯片托架的技术，除了其他技术之外，包括把若干层FR4或者有机电路板迭层在一起以形成芯片托架的技术，还包括光刻技术。在光刻技术中，使用光刻胶(无论是正胶还是负胶)处，通过减去或增添材料的方法形成电路图形。在用于制造SCML和MCML芯片托架的工艺中。这两种工艺，由于它们的结构上的原因，都可对生产工艺具有某些不利的影响。这种影响是当把最终制得的芯片托架用于对于它的预计用途所不能符合要求的程度时将会导致形成重大问题。因此，希望消除FR4电路板工艺中的这些问题。

此外，某些这类问题不仅在FR4板工艺中会碰到。在其他类型的工艺中，诸如在用于形成芯片托架的陶瓷中也会碰到。因为在那里光刻胶工艺被利用来形成芯片托架。因此，人们希望消除在这些其他形式的托架工艺中光刻胶工艺所带来的问题。

本发明的目的是提供一种用带开口的基板制造多层电路板的方法及其多层结构。

下面对本发明作一概括。