抗振三维堆叠电路结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗振三维堆叠电路结构及其制备方法，属于微电子封装领域，包括封装底板、密封罩设于封装底板上表面并与封装底板配合形成容纳腔的金属外壳、沿上下方向层叠设于容纳腔内的电路基板、设于电路基板上表面上的电路元件及设于相邻电路基板上的第一焊球，位于底层的电路基板与封装底板固定连接，相邻的电路基板之间还设有分别与相邻两个电路基板固接的缓冲胶层，缓冲胶层位于电路元件外侧。本发明专利技术提供的抗振三维堆叠电路结构及其制备方法，能有效提高堆叠电路结构的抗震动和抗机械冲击能力，避免焊球焊点开裂，同时避免了缓冲胶层使高频信号传输损耗增加进而导致信号传输性能恶化的问题。

Structure and preparation of anti vibration three-dimensional stacked circuit

【技术实现步骤摘要】
抗振三维堆叠电路结构及其制备方法
本专利技术属于微电子封装
，更具体地说，是涉及一种抗振三维堆叠电路结构及制备该抗振三维堆叠电路结构的制备方法。
技术介绍
随着现代通信和雷达系统技术的快速发展，对小型化、低成本、高可靠的微波电路需求日趋迫切，目前采用堆叠集成技术将电路元器件分层放置不同电路基板，是实现模块电路小型化的重要技术途径之一。目前，堆叠集成技术的实现手段主要有两种：1)微波电路的基板之间的连接采用基板中间加金属铝框架的三明治式的粘接结构，利用绝缘子或结合引线键合实现信号垂直互联，但这种方式使得电路结构的适用频率较低；2)采用硅通孔结合焊球实现基板之间的互联，这类技术方案信号垂直互联路径较短，性能相对较好，但是，在传输高频信号时，基于焊球垂直互联的三维堆叠结构在高振动冲击条件下焊球焊点容易开裂，其抗振能力有限，难以适用于高振动强度环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗振三维堆叠电路结构，以解决现有技术中存在的基于焊球垂直互联的三维堆叠结构在高振动冲击条件下焊球焊点容易开裂，其抗振能力有限，难以适用于高振动强度环境的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种抗振三维堆叠电路结构，包括：封装底板、密封罩设于所述封装底板上表面并与所述封装底板配合形成容纳腔的金属外壳、沿上下方向层叠设于所述容纳腔内的电路基板、设于所述电路基板上表面上的电路元件及设于相邻所述电路基板上的第一焊球，位于底层的所述电路基板与所述封装底板固定连接，相邻的所述电路基板之间还设有分别与相邻两个所述电路基板固接的缓冲胶层，所述缓冲胶层位于所述电路元件外侧。作为本申请的另一个实施例，所述缓冲胶层包括第一缓冲部及第二缓冲部，所述第一缓冲部包覆于所述第一焊球外周，所述第二缓冲部设于所述电路元件及所述第一焊球外侧。作为本申请的另一个实施例，所述缓冲胶层为非导电填充胶层。作为本申请的另一个实施例，所述电路基板上设有第一接地过孔，所述第一接地过孔中填充有第一导电芯；所述封装底板上设有第二接地过孔，所述第二接地过孔中填充有第二导电芯；相邻所述电路基板上的第一导电芯通过所述第一焊球导电连接，位于底层的所述电路基板上的第一导电芯与所述第二导电芯导电连接。作为本申请的另一个实施例，所述第一导电芯和所述第二导电芯为金属浆料导电芯；或者，所述第一导电芯和所述第二导电芯为纯金属导电芯。作为本申请的另一个实施例，当所述第一导电芯和所述第二导电芯为纯金属导电芯时，所述纯金属导电芯为纯铜构件。作为本申请的另一个实施例，位于底层的所述电路基板和所述封装底板之间设有导电连接材料层，所述第一导电芯和所述第二导电芯之间通过所述导电连接材料层导电连接。作为本申请的另一个实施例，所述封装底板的底面上还设有用于与电路主体结构连接的第二焊球。本专利技术提供的抗振三维堆叠电路结构的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术抗振三维堆叠电路结构，在相邻的电路基板之间设置缓冲胶层，相邻的电路基板的间隙中除电路元件(包括电路元件与电路基板电气互联的区域)位置外，采用缓冲胶层进行局部填充，使相邻两个电路基板更牢固的结合到一起，能有效提高堆叠电路结构的抗震动和抗机械冲击能力，并且缓冲胶层的设置避开了电路元件，电路元件仍保持在空气介质下工作，避免了缓冲胶层使高频信号传输损耗增加进而导致信号传输性能恶化的问题。本专利技术还提供一种抗振三维堆叠电路结构的制备方法，包括如下步骤：将位于底层的电路基板固定于所述封装底板上；在位于底层的所述电路基板上组装电路元件；在上层的电路基板的下表面上植入第一焊球；通过真空层压法将缓冲胶层覆盖至位于上层的电路基板的下表面上，并使缓冲胶层避开电路元件；将植入所述电路基板上的所述第一焊球焊接于位于下层的所述电路基板上；在预设压力和预设温度条件下，第一焊球与下层基板焊接，同时使缓冲胶层固化在相邻两层电路基板之间；将电路元件组装在位于上层的电路基板上；将金属外壳焊接于封装底板上表面上。作为本申请的另一个实施例，所述通过真空层压法将缓冲胶层覆盖至位于上层的电路基板的下表面上之前还包括：通过激光切割法对缓冲胶层进行剪裁，形成与电路元件对应的局部镂空。本专利技术提供的抗振三维堆叠电路结构的制备方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术抗振三维堆叠电路结构的制备方法，通过在相邻的电路基板之间设置缓冲胶层，能有效提高堆叠电路结构的抗震动和抗机械冲击能力，避免焊球焊点开裂，并且缓冲胶层的设置避开了电路元件，电路元件仍保持在空气介质下工作，避免了缓冲胶层使高频信号传输损耗增加进而导致信号传输性能恶化的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的抗振三维堆叠电路结构的内部结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的抗振三维堆叠电路结构的制备方法所采用的对缓冲胶层5进行剪裁的过程示意图；图3为本专利技术实施例提供的抗振三维堆叠电路结构的制备方法的流程示意图。其中，图中各附图标记：1-封装底板；2-金属外壳；201-金属围墙；202-金属盖板；3-电路基板；4-第一焊球；5-缓冲胶层；501-第一缓冲部；502-第二缓冲部；6-芯片；7-倒装器件；8-片式阻容元件；9-键合丝；10-第三焊球；11-第一接地过孔；12-第一导电芯；13-第二接地过孔；14-第二导电芯；15-导电连接材料层；16-第二焊球；17-局部镂空；18-加压模具；19-下模具具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请一并参阅图1及图3，现对本专利技术提供的抗振三维堆叠电路结构进行说明。所述抗振三维堆叠电路结构，包括封装底板1、密封罩设于封装底板1上表面并与封装底板1配合形成容纳腔的金属外壳2、沿上下方向层叠设于容纳腔内的电路基板3、设于电路基板3上表面上的电路元件及设于相邻电路基板3上的第一焊球4，位于底层的电路基板3与封装底板1固定连接，相邻的电路基板3之间还设有分别与相邻两个电路基板3固接的缓冲胶层5，缓冲胶层5位于电路元件外侧。本专利技术提供的抗振三维堆叠电路结构，与现有技术相比，在相邻的电路基板之间设置缓冲胶层5，相邻的电路基板3的间隙中除电路元件(包括电路元件与电路基板电气互联的区域)位置外，采用缓冲胶层5进行局部填充，使相邻两个电路基板3更牢固的结合到一起，能有效提高堆叠电路结构的抗震动和抗机械冲击能力，并且缓冲胶层5的设置避开了电路元件，电路元件仍保持在空气介质下工作，避免了缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.抗振三维堆叠电路结构，其特征在于：包括封装底板、密封罩设于所述封装底板上表面并与所述封装底板配合形成容纳腔的金属外壳、沿上下方向层叠设于所述容纳腔内的电路基板、设于所述电路基板上表面上的电路元件及设于相邻所述电路基板上的第一焊球，位于底层的所述电路基板与所述封装底板固定连接，相邻的所述电路基板之间还设有分别与相邻两个所述电路基板固接的缓冲胶层，所述缓冲胶层位于所述电路元件外侧。/n

【技术特征摘要】
1.抗振三维堆叠电路结构，其特征在于：包括封装底板、密封罩设于所述封装底板上表面并与所述封装底板配合形成容纳腔的金属外壳、沿上下方向层叠设于所述容纳腔内的电路基板、设于所述电路基板上表面上的电路元件及设于相邻所述电路基板上的第一焊球，位于底层的所述电路基板与所述封装底板固定连接，相邻的所述电路基板之间还设有分别与相邻两个所述电路基板固接的缓冲胶层，所述缓冲胶层位于所述电路元件外侧。


2.如权利要求1所述的抗振三维堆叠电路结构，其特征在于：所述缓冲胶层包括第一缓冲部及第二缓冲部，所述第一缓冲部包覆于所述第一焊球外周，所述第二缓冲部设于所述电路元件及所述第一焊球外侧。


3.如权利要求1或2所述的抗振三维堆叠电路结构，其特征在于：所述缓冲胶层为非导电填充胶层。


4.如权利要求1所述的抗振三维堆叠电路结构，其特征在于：所述电路基板上设有第一接地过孔，所述第一接地过孔中填充有第一导电芯；所述封装底板上设有第二接地过孔，所述第二接地过孔中填充有第二导电芯；相邻所述电路基板上的第一导电芯通过所述第一焊球导电连接，位于底层的所述电路基板上的第一导电芯与所述第二导电芯导电连接。


5.如权利要求4所述的抗振三维堆叠电路结构，其特征在于：所述第一导电芯和所述第二导电芯为金属浆料导电芯；或者，所述第一导电芯和所述第二导电芯为纯金属导电芯。


6.如权利要求5所述的抗振三维堆...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐达，常青松，张延青，赵瑞华，魏少伟，汤晓东，董雪，宋学峰，孙从科，戎子龙，胡占奎，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13