裸芯片与印制电路板连接和保护结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构及其制造方法。该结构100包括：主、副PCB板101、103、裸芯片105、焊盘107、焊盘109、键合丝111、金属插针113、气密保护罩115及垫片119；垫片119粘结于主PCB板101上，裸芯片105粘结于垫片119上；焊盘107环绕于裸芯片105四周并设置于主PCB板101上且通过键合丝111与裸芯片105的金属PAD连接；副PCB板103位于焊盘107外围并粘结于主PCB板101上且通过金属插针113与主PCB板101实现电气连接；焊盘109制作于副PCB板103上且通过键合丝111与裸芯片105金属PAD连接；气密保护罩115粘结于主PCB板101上。本发明专利技术实施例，连接结构呈高低高阶梯状，提高了单位面积上键合丝的密度，同时能够保证裸芯片粘结时金属PAD免受污染，避免裸芯片和键合丝在空气中氧化。

Bare chip and printed circuit board connection and protection structure and manufacturing method thereof

The invention discloses a bare chip and a printed circuit board connection and protection structure and a manufacturing method thereof. The structure includes: 100, 101, 103, PCB in 105, 107 bare chip pad, pad 109, bonding wire 111, metal pins 113, 115 and 119 air protective cover gasket; gasket is adhered to the 119 main PCB plate 101, bare chip 105 is bonded to the gasket 119 pads; 107 around and around the bare chip 105 is arranged in the main PCB plate 101 and the bonding wire 111 and bare chip 105 metal PAD connection; side 103 is located in the PCB board pad 107 peripheral and adhered to the main PCB 101 and PCB 113 and the main pin through the metal plate 101 to realize electrical connection pads 109; made in side PCB plate 103 and the bonding wire 111 and bare chip 105 metal PAD connection; airtight protection cover 115 is bonded to the main board 101 PCB. The embodiment of the invention, a high level of connection structure of the ladder, improving the unit density area on the bonding wire, and can ensure the bare chip bonding metal PAD from pollution, avoid the bare chip and bonding wire oxidation in air.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路测试
，涉及一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构及其制造方法。
技术介绍
芯片流片完成后，一般要将裸片封装于塑料材料或陶瓷材料中，对其提供环境保护，然后才能进行各种功能测试。封装周期占用了宝贵的测试时间，减缓产品的市场化步伐，因此对裸芯片进行测试成为国际上研究的热点。晶圆级测试可通过晶圆探针及专用测试台对裸芯片进行测试，但只能够完成较为简单的测试任务，在芯片实际功能的测试方面有较多的局限性；国外一些公司推出KGD（KnownGoodDie）裸芯片产品，采用专用的夹具对裸芯片进行测试，夹具的特殊定制及开发周期仍不能满足芯片测试的时效性要求；目前，较为常用的是把裸芯片固定在PCB板上，使用键合机将芯片引脚和PCB板焊盘进行连接，再用专用胶水对整个结构进行覆盖保护，即可在实验室环境中对芯片进行全面的功能测试。但胶水一旦固化便很难从裸芯上去除，可维修性不佳，且胶水覆盖裸芯片的过程中可能会造成键合丝间的接触连接，可靠性较差。随着芯片复杂度的越来越高，功能管脚数量数以百计，需在PCB板上加工同样数量的一圈绑定焊盘作为键合点，由于键合丝长度要求，金属绑定焊盘面积和间距受到限制，键合时极易造成键合丝间的碰触连接，对PCB板加工精度及键合操作人员技术水平要求较高，在普通实验室条件下实现多管脚裸芯片和PCB板间的有效连接难度较大；且裸芯片面积越大，在PCB板上进行粘结时所需的导电胶越多，裸芯片按压在PCB板上时，会造成导电胶在裸芯片侧边的外溢，极易黏附在裸芯片金属PAD上，在金属PAD间形成短路，造成裸芯片报废。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构及其制造方法。本专利技术一实施例提供了一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构100，包括：主PCB板101、副PCB板103、裸芯片105、第一焊盘107、第二焊盘109、键合丝111、金属插针113、气密保护罩115及垫片119；其中，所述垫片119粘结于所述主PCB板101上，且所述裸芯片105粘结于所述垫片119上；所述第一焊盘107环绕于所述裸芯片105四周并设置于所述主PCB板101上且通过所述键合丝111与所述裸芯片105的金属PAD连接；所述副PCB板103位于所述第一焊盘107外围并粘结于主PCB板101上且通过所述金属插针113实现与所述主PCB板101的电气连接；所述第二焊盘109制作于所述副PCB板103上且通过所述键合丝111与所述裸芯片105的金属PAD连接；所述气密保护罩115粘结于所述主PCB板101上且将所述副PCB板103、所述垫片119、所述裸芯片105、所述第一焊盘107、所述第二焊盘109及所述键合丝111封装于其内部。在本专利技术的一个实施例中，所述主PCB板101及所述副PCB板103均设置有通孔117，所述金属插针113插入所述通孔117以实现所述主PCB板101和所述副PCB板103的电气连接。在本专利技术的一个实施例中，所述第一焊盘107交错排列于所述主PCB板101上，所述第二焊盘109交错排列于所述副PCB板103上。在本专利技术的一个实施例中，所述气密保护罩115内密封有氮气或者惰性气体。本专利技术的另一个实施例提供了一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构100的制造方法，包括：制作主PCB板101，并在所述主PCB板101表面制作第一焊盘107；在所述主PCB板101表面的指定位置粘结垫片119并在所述垫片119表面粘结裸芯片105；采用键合工艺将键合丝111的两端键合于所述裸芯片105的金属PAD及所述第一焊盘107上；制作副PCB板103并在所述副PCB板103表面制作第二焊盘109；将所述副PCB板103粘结于所述主PCB板101上；采用键合工艺将键合丝111的两端键合于所述裸芯片105的金属PAD及所述第二焊盘109上，并采用金属插针113实现所述主PCB板101和所述副PCB板103的电气连接；将所述主PCB板101与气密保护罩115一并放入操作箱301内，并在所述操作箱301内通入保护气体；在所述操作箱301内将所述气密保护罩115粘结于所述主PCB板101上以使所述保护气体及所述副PCB板103、所述裸芯片105、所述第一焊盘107、所述第二焊盘109及所述键合丝111一并封装于所述气密保护罩115内。在本专利技术的一个实施例中，所述保护气体为氮气或者惰性气体。本专利技术的又一个实施例提供了一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构100的制造方法，包括：选取主PCB板101，在所述主PCB板101表面制作粘结垫片119的第一边界线201、粘结副PCB板103的第二边界线203及粘结气密保护罩115的第三边界线205；并在所述主PCB板101表面沿所述第一边界线201外围制作呈交错排列的第一焊盘107；将所述垫片119沿所述第一边界线201粘结于所述主PCB板101表面上并将裸芯片105粘结于所述垫片119表面上，采用键合丝111连接所述裸芯片105的金属PAD和所述第一焊盘107；选取呈中空型的副PCB板103，在所述副PCB板103表面制作呈交错排列的第二焊盘109，并将所述副PCB板103沿所述第二边界线203固定于所述主PCB板101表面上，采用键合丝111连接所述裸芯片105的金属PAD和所述第二焊盘109；将所述主PCB板101与气密保护罩115置于通入氮气或者惰性气体的操作箱301内，并将所述气密保护罩115沿所述第三边界线205粘结于所述主PCB板101上，从而形成所述裸芯片与印制电路板连接和保护结构100。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术的垫片采用粘结方式固定在主PCB板上，避免采用直接印制板加工凸台的复杂步骤和费用；2、垫片的引入使裸芯片粘结时溢出的导电胶在重力作用下往下流动，可有效避免对裸芯片金属PAD的污染；3、交错型的绑定焊盘减少了相邻键合丝间的碰触连接；4、使用副PCB板后，连接结构呈高低高阶梯状，充分使键合丝在空间进行分布，提高了单位面积上键合丝的密度；5、完成后的气密保护罩内密封有一定的保护气体，可避免裸芯片和键合丝在空气中的氧化；6、在保护结构的实施过程中不会对键合丝有任何影响，避免了一般胶水覆盖裸片的过程中可能造成的键合丝间的接触连接；7、若裸芯片在测试过程中损坏，直接去除气密保护罩即可对裸芯片进行更换，保证了测试PCB板的重复利用；8、本专利技术结构简单，成本低，易于加工，工程应用可实施性较佳。附图说明为了清楚说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种主PCB板的俯视结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种副PCB板的俯视结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种主PCB板和副PCB板层叠的俯视结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构的制造方法流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种操作箱的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构(100)，其特征在于，包括：主PCB板(101)、副PCB板(103)、裸芯片(105)、第一焊盘(107)、第二焊盘(109)、键合丝(111)、金属插针(113)、气密保护罩(115)及垫片(119)；其中，所述垫片(119)粘结于所述主PCB板(101)上，且所述裸芯片(105)粘结于所述垫片(119)上；所述第一焊盘(107)环绕于所述裸芯片(105)四周并设置于所述主PCB板(101)上且通过所述键合丝(111)与所述裸芯片(105)的金属PAD连接；所述副PCB板(103)位于所述第一焊盘(107)外围并粘结于主PCB板(101)上且通过所述金属插针(113)与所述主PCB板(101)实现电气连接；所述第二焊盘(109)制作于所述副PCB板(103)上且通过所述键合丝(111)与所述裸芯片(105)的金属PAD连接；所述气密保护罩(115)粘结于所述主PCB板(101)上且将所述副PCB板(103)、所述垫片(119)、所述裸芯片(105)、所述第一焊盘(107)、所述第二焊盘(109)及所述键合丝(111)封装于其内部。

【技术特征摘要】
1.一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构(100)，其特征在于，包括：主PCB板(101)、副PCB板(103)、裸芯片(105)、第一焊盘(107)、第二焊盘(109)、键合丝(111)、金属插针(113)、气密保护罩(115)及垫片(119)；其中，所述垫片(119)粘结于所述主PCB板(101)上，且所述裸芯片(105)粘结于所述垫片(119)上；所述第一焊盘(107)环绕于所述裸芯片(105)四周并设置于所述主PCB板(101)上且通过所述键合丝(111)与所述裸芯片(105)的金属PAD连接；所述副PCB板(103)位于所述第一焊盘(107)外围并粘结于主PCB板(101)上且通过所述金属插针(113)与所述主PCB板(101)实现电气连接；所述第二焊盘(109)制作于所述副PCB板(103)上且通过所述键合丝(111)与所述裸芯片(105)的金属PAD连接；所述气密保护罩(115)粘结于所述主PCB板(101)上且将所述副PCB板(103)、所述垫片(119)、所述裸芯片(105)、所述第一焊盘(107)、所述第二焊盘(109)及所述键合丝(111)封装于其内部。2.根据权利要求1所述的结构(100)，其特征在于，所述主PCB板(101)及所述副PCB板(103)均设置有通孔(117)，所述金属插针(113)插入所述通孔(117)以实现所述主PCB板(101)和所述副PCB板(103)的电气连接。3.根据权利要求1所述的结构(100)，其特征在于，所述第一焊盘(107)交错排列于所述主PCB板(101)上，所述第二焊盘(109)交错排列于所述副PCB板(103)上。4.根据权利要求1所述的结构(100)，其特征在于，所述气密保护罩(115)内密封有氮气或者惰性气体。5.一种裸芯片与印制电路板连接和保护结构(100)的制造方法，其特征在于，包括：制作主PCB板(101)，并在所述主PCB板(101)表面制作第一焊盘(107)；在所述主PCB板(101)表面的指定位置粘结垫片(119)并在所述垫片(119)表面粘结裸芯片(105)；采用键合工艺将键合丝(111)的两端键合于所述裸芯片(105)的金属PAD及所述第一焊盘(107)上；制作副...

【专利技术属性】
技术研发人员：王起，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61