一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法，将PCB基板的载板层和槽体层烧结在一起，载板层内部设置有布线层，槽体层中央镂空，形成腔体；将BGA器件焊接在PCB基板的载板层上，将无源器件焊接在BGA器件外周的载板层上；将裸芯片焊接在腔体内，裸芯片通过键合丝与导带线电连接；腔体内组装完成芯片后，使用腔体盖板将腔体密封。以PCB基板为主体，在上表面的载板层安装BGA器件，在下表面的槽体层设置腔体，在腔体内部安装裸芯片并进行密封，实现成品BGA器件与裸芯片的高密度混合集成，实现多种器件形式的集成，有效解决了大规模器件与裸芯片的高密度集成问题，提高了电路结构在工作过程中的可靠性和稳定性。路结构在工作过程中的可靠性和稳定性。路结构在工作过程中的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法


[0001]本专利技术属于混合集成电路
，涉及一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法。

技术介绍

[0002]目前针对裸芯片的多芯片集成是以混合集成电路的技术进行的，通常的混合集成电路的结构形式是以金属或陶瓷作为外壳，内部有基板，基板表面或其内部有导带线用于电信号的连接和传输，基板表面上安装所需的IC芯片，基板多为陶瓷类。这种形式的混合集成电路有以下不足；1)相对裸芯片其封装的外形尺寸体积较大，封装效率不高(IC芯片硅面积/封装体积)，一般最高集成度20％左右；2)电路成本上没有优势，金属外壳和陶瓷外壳都需要专门的厂家生产，有技术门槛，成本高、供货周期长，基板也是需要专业厂家生产，同样有生产成本和生产周期的问题，而PCB相对来说是成熟的技术，有许多的生产商，生产成本相对陶瓷基板较低；3)金属外壳封装的电路引出脚的形式多为针式，引脚数量较少，不适合复杂电路模块多引脚的需求，不适应目前系统集成模块的要求；4)大规模裸芯片集成难度大、成本高，目前，大规模集成电路裸芯片多为BGA形式，需采用倒装焊工艺进行集成，工艺难度大，集成成本较高；5)热设计难度大，高功耗器件散热困难，金属陶瓷封装多为单腔体设计，所有器件集成在一个腔体内，热量较为集中，少数多腔体管壳也因金属陶瓷材料传热性能较好，无法有效进行热设计。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术中混合集成电路中多芯片的集成封装尺寸过大，并且封装效率不高的问题，提供一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法，包括以下步骤：
[0006]将PCB基板的载板层和槽体层烧结在一起，载板层内部设置有布线层，槽体层中央镂空，形成腔体；
[0007]将BGA器件焊接在PCB基板的载板层上，将无源器件焊接在BGA器件外周的载板层上；
[0008]将裸芯片焊接在腔体内，裸芯片通过键合丝与导带线电连接；
[0009]腔体内组装完成芯片后，使用腔体盖板将腔体密封。
[0010]本专利技术的进一步改进在于：
[0011]所述PCB基板下表面开设的腔体面积为12.5x12.5 mm2，腔体深度为1.25mm。
[0012]所述裸芯片通过有机胶粘接或再流焊焊接在腔体中，裸芯片的键合采用硅铝丝或金丝。
[0013]所述腔体的四周设置有凹台，将腔体盖板放置在凹台上进行密封。
[0014]所述BGA器件为FPGA器件，封装为FCFBGA 484，尺寸为19mm
×
19mm
×
2mm。
[0015]所述FPGA器件焊接在PCB基板上，其焊球直径为0.45mm，焊球间距为0.8mm。
[0016]所述腔体外周的PCB基板上布置BAG焊球作为引出脚。
[0017]所述BGA焊球直径为0.6mm，BGA焊球之间的间距为1.0mm。
[0018]所述裸芯片包括ARM处理器、Flash存储器和三极管。
[0019]所述无源器件包括片式电阻和片式电容。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术提出了一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法，以PCB基板为主体，在上表面的载板层安装BGA器件，在下表面的槽体层设置腔体，在腔体内部安装裸芯片并进行密封，实现了成品BGA器件与裸芯片的高密度混合集成，实现了多种器件形式的集成，有效的解决了大规模器件与裸芯片的高密度集成问题，提高了电路结构在工作过程中的可靠性和稳定性。
附图说明
[0022]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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他相关的附图。
[0023]图1为本专利技术的基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法流程图；
[0024]图2为本专利技术的基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装模块结构示意图；
[0025]图3为本专利技术的混合封装模块BGA引出及器件示意图。
[0026]其中：1
‑
载板层，2
‑
槽体层，3
‑
过孔，4
‑
成品器件，5
‑
裸芯片，6
‑
腔体盖板，7
‑
PCB基板，8
‑
BGA引出脚，9
‑
无源器件。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0028]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0030]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0032]在本专利技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0034]参见图1，为本专利技术的基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法流程图，具体包括以下步骤：
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，包括以下步骤：将PCB基板的载板层和槽体层烧结在一起，载板层内部设置有布线层，槽体层中央镂空，形成腔体；将BGA器件焊接在PCB基板的载板层上，将无源器件焊接在BGA器件外周的载板层上；将裸芯片焊接在腔体内，裸芯片通过键合丝与导带线电连接；腔体内组装完成芯片后，使用腔体盖板将腔体密封。2.如权利要求1所述的一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述PCB基板下表面开设的腔体面积为12.5x12.5mm2，腔体深度为1.25mm。3.如权利要求1所述的一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述裸芯片通过有机胶粘接或再流焊焊接在腔体中，裸芯片的键合采用硅铝丝或金丝。4.如权利要求1所述的一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述腔体的四周设置有凹台，将腔体盖板放置在凹台上进行密封。5.如权利要求1所述的一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦琳，郑东飞，郭清军，张现顺，赵国良，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：