具体实施方式

以下基于实施例对本公开进行描述，但是本公开并不仅仅限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本公开。为了避免混淆本公开的实质，公知的方法、过程、流程没有详细叙述。另外附图不一定是按比例绘制的。

首先，应该澄清的是，BGA封装中使用的术语“韩料球”或“焊球”是指位于封装外部的管脚，该管脚形状通常为球形，因此称为韩料球或焊球，但是本公开提供的实施例，由于管脚的形状包括但不局限于球形，因此根据其功能称为“连接件”。

图1和图2是现有技术中，经由焊球将两个基板互接的示意图。如图1和2所示，BGA器件包括BGA结构100和基板107。BGA结构100和基板107之间采用焊球104实现物理和电性连接。

BGA结构100包括基板103、设置在基板103之上的处理组件101、设置在基板103的底部表面上的焊盘105以及与焊盘105互连的焊球104。根据基板类型不同，BGA结构有塑封BGA(PBGA)、陶瓷BGA(CBGA)、载带BGA(CBGA)、等等。塑封BGA的基板是PCB基板材料(BT树脂/玻璃层压板)，如果是此种情况，则处理组件101连接到基板103的顶部表面的引脚102后，采用注塑成型方法实现整体塑模。陶瓷BGA的基板采用多层陶瓷布线基板，如果是此种情况，则处理组件101安装在陶瓷基板的顶部表面，然后使用陶瓷盖板实现气密性封装。载带BGA采用的基板类型是PI多层布线基板，并且它和塑封BGA采用塑料封装。

焊球104以阵列形式设置在基板103的底部表面上。按照焊球的排列方式，BGA结构又可以划分为周边型、交错型和全阵列型。所谓周边型是将焊球104设置在基板103的底部表面的周边，例如可以靠近四个边的位置分别设置多行的焊球104。交错型是指将焊球同时设置在基板103的底部表面的中心位置和周边位置。全阵列型是指将焊球104均匀设置在基板103的底部表面上。而处理组件101通常设置在基板103的顶部表面的中心位置。

进一步地，BGA结构的制造工艺主要包括两个方面：基板制备和封装工艺流程。基板制备是指完成基板的制备工作，涉及的流程为：先在树脂/玻璃芯板的上下表面上压上铜箔，然后在铜箔上钻通孔和对通孔金属化，再用常规的PWB工艺(压膜、曝光、显影、蚀刻等工艺)在基板的上下表面上制作图形，以形成导线、电极、焊盘等，然后再形成介质阻焊膜并制作图形，露出电极和焊盘。基板制备完成之后，形成了位于基板的顶部表面的焊盘和形成于基板的底部表面的、用于连接焊球的焊盘，并且将导电特征嵌入到基板中，如此才能够在处理组件和焊盘之间提供电耦合。就本实施例而言，当完成基板制备后，将得到符合要求的基板103

封装工艺流程是将处理组件安装到基板103上并在基板103的底部表面完成植球工作，涉及的流程包括处理芯片粘结、引线键合、模塑封装、装配焊球、回流焊等多个步骤。其中，芯片粘结是将处理组件101安装到基板103。目前常用的反扣焊接(Filp Chip onBoard)是在处理组件本身之外围各对应点做上各种微型"焊锡凸块"与基板事先备妥对应的焊接点互接，若处理组件全表面各处都有"焊锡凸块"部署时，则这种反扣焊接特称为C4法(Controlled Collapsed Chip Connection)。引线键合是将处理组件101上的焊区和基板103上的焊区相连。模塑封装是为采用塑料进行模塑包封，以保护处理组件101、引线和焊区。装配焊球是指使用特殊设计的工具(例如焊球自动拾放机)将浸有焊料的焊球104放置在焊盘105上，在回流焊炉内进行回流焊接，使得焊球和基板上的焊盘105焊接到一起。最后将带有焊球104的BGA结构100通过贴装连接到焊盘106上，从而BGA结构100与基板107连接到一起。

当封装工艺流程完成之后，将得到如图2所示的装置。从图上可以看出，由焊球104组成的阵列受到基板104以及处理组件101的重力作用，理想情况下，重力作用不会导致阵列发生很大的形变，但是实际工艺中，发明人发现，焊球104由于承重或者由于焊接过程中的融化会发生形变，进而导致焊球和焊盘连接处的阻抗会恶化，该处的阻抗会成为整个链路的瓶颈点，从而使得整个链路的回波损耗(return loss，RL)和串扰等信号完整性(signal integrity，SI)指标都会恶化。

图3是本公开实施例提供的一种连接件的示意图。该连接件300一般为长条形，包括中段302以及两个端部301和303，两个端部301和303分别由中段302沿相对方向延伸得到。中段302采用第一导电材料制备。两个端部301和303采用第二导电材料制备。为了控制连接件300在承重时的形变程度，选择材料时，第一导电材料的刚性强于第二导电材料的刚性，由此，即使两个端部301和303在重力作用或者由于焊接过程中的融化发生很大形变，但是中段302也不会产生很大形变，从而确保了连接件300的形变在整体上可控。

在一些实施例中，第一导电材料为具有一定刚性的金属，例如为铜或镍，或者为具备良好导电特性且具备一定刚性的非金属材料。第二导电材料为可焊接的合金材料，包括但不限于SnAg合金、SnCu合金、SnCuBi等合金。

在一些实施例中，连接件300的形状可为柱状、鼓状体或长方体。在图3中，连接件300的形状为圆柱形，中段302的高度为H1，端部301的高度为H2，另一端部303的高度为H3，可选地，H2等于H3，且H1是H2的10倍以上。

在一些实施例中，当连接件300的端部301与图4a中的基板403的底部表面焊接到一起时，可操作地使得连接件300的融化部分不超过端部301的高度，从而当焊接完成时，端部301的至少一部分被保留下来，以保证连接件300提供预期高度的支架作用。

在一些实施例中，可选择适当的焊料和第一、二导电材料，以确保中段302在回流焊接期间基本不融化，只有端部301会在焊接工艺中融化掉一部分，当焊接完成时，端部301的至少一部分被保留下来，从而能够保证连接件300提供预期高度的支架作用。

图4a是本公开一实施例提供的封装结构的示意图。如图上所示，封装结构400包括：基板403、设置在基板403的顶部表面上的至少一个处理组件401、设置在基板403的底部表面上的多个焊盘405以及与焊盘405连接的连接件404。和图1相同，基板403可以是PCB基板材料(BT树脂/玻璃层压板)，多层陶瓷布线基板、PI多层布线基板等基板类型。而且，将处理组件401安装到基板403的顶部表面的工艺也并不限定，上文所提及的反扣焊接(包括C4法焊接)或其他方法都可以用在这里。

在本实施例中，每个连接件404即为图3所示的连接件300。由于每个连接件404经由一个焊盘405耦接到基板403的底部表面，从而由多个连接件404组成的连接件阵列经由多个焊盘405组成的焊盘阵列耦接到基板403的底部表面。可根据实际需要部署焊盘405和连接件404(两者一一对应)。例如，如果处理组件401位于基板的顶部表面的中心位置，则将所有连接件404围绕着处理组件401部署，或者将所有连接件404设置大致对应的位置。

图4b是本公开一实施例提供的包含基于图4a所示的封装结构的电子装置的示意图。如图上所示，电子装置450包括基于图4a所示的封装结构400和基板407。基板407具有顶部表面和底部表面，在顶部表面设置多个焊盘406，封装结构400经由多个连接件404耦接到多个焊盘406，进而耦接到基板407的顶部表面。

在本实施例中，基板407可以是最底层的母板，也可以是位于中间层的封装基板。封装基板(也称为IC载板)，是一种高端的PCB板，具有高密度、高精度、小型化及薄型化等特点。在高阶封装领域，封装基板已取代传统引线框架，成为处理组件封装中不可或缺的一部分，不仅为处理组件提供支撑、散热和保护作用，同时为处理组件与母板之间提供电子连接，甚至可埋入无源、有源器件以实现一定系统功能。基板407通常指系统中用于承载各种组件的印刷电路板。

在本实施例中，按照功能划分，处理组件401可为存储芯片、射频芯片、处理器芯片、高速通信芯片、微电子系统芯片、等等。此外，应理解，尽管在图上的基板上示出单个芯片401，但是任何数量的处理组件401都可耦合到基板403。但同时上文所描述的多个连接件404与处理组件401的位置关系是指多个连接件404与单一处理组件401之间的位置关系。

综上可理解，在产品制造环节，研发人员可通过调节连接件的形状、尺寸和组成材料中的至少一个实现对连接件和基板连接处的阻抗控制，例如设定图3中的H1和H3等于H2的1/10，或者使两个端部301和303的宽度稍大于中段302的宽度(例如非规则圆柱形)。同时研发人员还可以通过调节连接件阵列中的连接件数量来整体上实现对连接件阵列和基板连接处的阻抗控制

图5a是本公开又一实施例提供的封装结构的示意图，图5b是本公开又一实施例提供的包含基于图5a所示的封装结构的电子装置的示意图。与图4a和图4b的不同之处在于，在基板403和407之间实现连接作用的连接件包括连接件404和连接件408。连接件404即为图3所示的连接件300，该类连接件在关于图3的上文中已有详细说明。连接件408不同于连接件404，连接件408由第二导电材料构成，连接件408包括两个端部，其中一个端部耦接到一个焊盘405并经由该焊盘405耦接到基板403的底部表面。在本例中，连接件404和408组成的连接件阵列共同构成两个基板之间的连接件阵列。这种方式同样能够保证连接件阵列整体上不会在重力作用下发生很大形变。

图6是本公开另一实施例提供的电子装置的示意图。与图5a和图5b的不同之处在于，在基板403和407之间实现连接作用的连接件包括连接件404和连接件409。连接件404即为图3所示的连接件300，该连接件在关于图3的上文中已有详细说明。连接件409和连接件404和408具有不同的形状和/或体积，连接件409的形状虽然一般也为长条形，但是中段鼓起(类似鼓形)，但同样，连接件409包括中段以及由中段延伸的两个端部，其中两个端部由第二导电材料制备，中段由第一导电材料制备，第一导电材料的刚性强于第二导电材料的刚性。通过这种方式同样能够保证连接件阵列整体上不会在重力作用下发生很大形变。

图7a-7d是基于本公开实施例提供构建的四种连接件阵列的平面示意图。

如图7a所示，在由连接件701和702构成的阵列中，701和702交错排布。如图7b所示，在由连接件701和702构成的阵列中，连接件701和702位于阵列的中心位置(通常对应于处理组件在顶部表面上的位置)和阵列的周边位置，且从图上可以看出，位于中心位置的连接件都是连接件701，而连接件702只位于底部表面的四个角的位置。如图7c所示，在由连接件701和702构成的阵列中，连接件701和702分别位于阵列的中心位置(通常对应于处理组件在顶部表面上的位置)和周边位置。如图7d所示，在由连接件701和702构成的阵列中，连接件702和701分别分布在阵列的中心位置(通常对应于处理组件在顶部表面上的位置)和周边位置。

连接件701和702为形状、体积和制备方法至少之一上有差别的两种连接件。例如，连接件701为图3所示的连接件300，连接件702是完全采用第二导电材料制备的连接件，为保险起见，可安排连接件阵列中的连接件701的数量大于连接件702的数量，但并不必须如此。

当然除了这四种排布方式之外，还存在其他排布方式，这里就不一一描述。本领域的技术人员应理解，无论采用何种排布方式，其目的都是为了保证连接件阵列在整体上不会在重力作用下发生很大形变。

图8是根据本公开实施例实现的一种电子装置的示意图。如图上所示，该电子装置提供母板1000相当于上述实施例中用于承载封装结构的基板407，在母板1000上设置的各种组件相当于上述实施例中的封装结构。母板1000例如为印刷电路板。母板1000可承载各种组件，包括而不限于中央处理器1002、图形处理器1003、动态随机存取存储器1004、静态随机存取存储器1010、闪存1006、GPS芯片1008、等等。母板1000提供各种组件之间的通信功能。组件通过物理和电气方式耦合到母板1000上，例如可采用上述的焊盘将组件耦合到母板1000，再例如，可以采用插拔方式将组件耦合到母板1000。在进一步的实施方式中，例如，一些组件的功能可集成在处理器中，例如，动态随机存取存储器1004、静态随机存取存储器1010可集成在一个片上系统并将其作为本实施例中的处理器1002中。

处理器1002可相当于传统的计算机系统起到总控和调度作用的中央处理器。中央处理器在逻辑控制方面非常有效，但在专用性方面往往存在不足，因此中央处理器有时会和各种专用的加速单元集成在一起，例如，专用于神经网络模型计算的加速单元、在图形处理方面效率更高的图形处理器、等等。在本实施例中，将中央处理器1002和图形处理器1003通过母板1000集成在同一个电子装置中。

通信芯片实现无线通信，以便于向电子装置100以及从电子装置100传输数据。术语“无线”并不意味着相关联的装置不包含任何导线，尽管在一些实施例中它们可能不包含导线。通信芯片可实现多种无线标准或协议中的任何无线标准或协议，包括但不限于Wi-Fi(IEEE 802.11系列)、WiMAX(IEEE 802.16系列)、IEEE 802.20、长期演进(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙、其衍生物以及指定为3G、4G、5G及以上的任何其它无线协议。既然有很多不同的通信协议，基于每种通信协议，都可以构建独立的通信芯片。例如图上母板1000上设置了GPS芯片1008、蓝牙芯片1007，此外板1000还会设置一些专用于较长距离无线通信，诸如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO等芯片。此外，其他功能，例如视频编解码、指南针、各种组件驱动、等等，也可以形成各种组件并通过母板1000集成到电子装置100中。

此外电子装置中还包括一些不通过母板1000集成到装置100的组件，例如声卡1009、键盘1012、网卡1014和鼠标1013。这些组件为装置100提供输入输出功能。

本公开实施例的商业价值

本公开实施例提供的封装结构，通过设计不同的连接件使得其与外部耦接时，连接件阵列不会因为重力产生很多形变。这种产品工艺上的改进能够增强相应产品在电气性能方面的稳定，因此具有使用价值和经济价值。

可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如但不限于为电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或其他任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子包括：具体一个或多个导线的电连接，便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器、磁存储器或者上述任意合适的组合。在本文中，计算机可读的存储介质可以是任意包含或存储程序的有形介质，该程序可以被处理单元、装置或者器件使用，或者与其结合使用。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为截波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或者其他任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令系统、装置或器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，以及上述任意合适的组合。

可以以一种或者多种程序设计语言或者组合来编写用于执行本公开实施例的计算机程序代码。所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，例如JAVA、C++，还可以包括常规的过程式程序设计语言，例如C。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

以上所述仅为本公开的优选实施例，并不用于限制本公开，对于本领域技术人员而言，本公开可以有各种改动和变化。凡在本公开的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。