智能电表核心模块的封装结构及封装方法技术

本发明专利技术公开了一种智能电表核心模块的封装结构，包括，用于承载多个芯片的基板；设置于基板表面上预定位置的复数个智能电表功能芯片；实现所述各个功能芯片与基板上电路之间电联接的键合引线；覆盖所述功能芯片以及键合引线的保护层；形成与所述基板背面的BGA(Ball?Grid?Array)焊球阵列。本发明专利技术的结构紧凑，使得整个模块的面积和体积都大大减小。本发明专利技术还提供一种智能电表核心模块的封装方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及芯片封装
，特别涉及一种智能电表核心模块的封装结构及其封装方法。
技术介绍
随着人们对电子产品的要求向小型化、多功能、环保型等方向的发展，人们努力寻求将电子系统越做越小，集成度越来越高，功能越做越多，越来越强。传统的智能电表模块，是将各个封装好的功能子电路最后通过相应的逻辑连接起来，这需要外接大量的布局布线来完成这一连接，从而会占据电路板上大量的面积，也增加走线难度。同时，由于电路板上的线路尺寸和过孔尺寸也过大，使整个系统的面积和体积也会跟着加大。这不但使整个智能电表模块的封装结构尺寸过大，也导致制造成本上升。传统的智能电表封装结构越来越无法满足人们对电子产品小型化、高集成度的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种，以解决现有智能电表核心模块封装结构的上述问题。本专利技术另外提供一种智能电表核心模块的封装方法。本专利技术提供一种智能电表核心模块的封装结构，包括用于承载多个芯片的基板；设置于基板表面上预定位置的复数个智能电表功能芯片；实现所述各个功能芯片与基板上电路之间电联接的键合引线；覆盖所述功能芯片以及键合引线的保护层；形成与所述基板背面的BGA(Ball Grid Array)焊球阵列。可选的，所述基板为单层或多层化合物印刷线路板，在所述基板表面预留芯片的贴合位置周边设置有金丝压焊焊盘。可选的，在所述基板的背面设置有BGA植球需要的焊盘金属。可选的，形成所述金丝压焊焊盘的材料铜、镍、金中的一种或其合金；形成所述BGA植球需要的焊盘金属的材料包括铜、镍、金中的一种或其合金。可选的，智能电表功能芯片包括MCU芯片、485芯片、计量芯片、ESAM，存储器、逻辑电路和时钟芯片及其他用于实现电表功能分立元器件。可选的，所述保护层为有机聚合物材料形成的塑封胶，其厚度和面积足以包覆基板表面的智能电表功能芯片、键合引线以及压焊焊盘。可选的，形成所述键合引线材料包括金、铜或者所述金或铜合金。可选的，所述BGA焊球阵列为钎料金属。本专利技术还提供一种智能电表核心模块的封装方法，包括如下步骤提供用于基板，在所述基板表面芯片的贴合位置周边设置有金丝压焊焊盘，所述基板中设置有连接智能电表功能芯片的连接电路；将所述智能电表功能芯片贴装于所述基板表面预定的指定位置；通过引线将所述各个功能芯片的引线焊盘与所述基板表面相应的金丝压焊焊盘相连接；在所述基板表面形成包覆所述基板表面的智能电表功能芯片、键合引线以及压焊焊盘的保护层；在所述基板背面形成BGA焊球阵列。可选的，在将所述智能电表功能芯片贴装于所述基板表面的步骤还包括如下子步骤对基板进行预热；在预热后的基板表面预定位置涂胶；将智能电表芯片与基板表面涂胶位置相对准；将智能电表芯片贴装于基板表面涂胶位置。可选的，将智能电表芯片贴装于基板表面涂胶位置之后，还包括对所述基板高温处理，固化智能电表芯片的步骤。可选的，所述保护层为一层或一层以上的塑封胶。可选的，采用点胶或者涂敷的方式在基板上表面形成所述塑封胶，并加温固化。可选的，在基板的背面通过C4工艺回流形成BGA焊球阵列。可选的，还包括如下步骤对完成封装的整个模块切片，并做性能检测。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术的智能电表核心模块的封装结构将电表系统中所用的各个不同大小尺寸型号的裸芯片，通过集成为一体，形成一个高密度，低损耗，低成本的小型电表模块，使得整个模块的面积和体积都大大减小；进一步的，本结构中电表模块中的各个芯片间的走线距离变短，更利于提高信号处理的速度，提高电表模块的性能。此外,本专利技术的方法成本低且易于控制，便于大规模量产。附图说明图I为本专利技术的智能电表核心模块的封装结构的实施例的剖视图；图2为本专利技术的智能电表核心模块的封装结构的实施例中智能电表芯片于基板表面分布的俯视图；图3至图6为本专利技术的智能电表核心模块的封装方法的各个步骤后形成的结构的示意图。具体实施例方式在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。下面结合附图对本专利技术的智能电表核心模块的封装结构的实施例进行详细描述。图I为本专利技术的智能电表核心模块的封装结构的实施例的剖视图。请参看图1，本专利技术的实施例中，智能电表核心模块封装结构包括基板101，设置于基板101表面上预定位置的复数个智能电表功能芯片(图I中仅仅示出第一功能芯片104和第二功能芯片105)；实现所述各个功能芯片与基板上电路之间电联接的键合引线106 ;覆盖所述功能芯片以及键合引线的保护层107 ;形成与所述基板背面的BGA(Ball Grid Array)焊球阵列108。其中，所述基板101用于实现多芯片间逻辑连接并对芯片提供支撑。其可以是单层或多层化合物印刷电路板。在所述基板101内部设置有一层以上的金属布线层，形成连接电路。其用以根据芯片间的逻辑关系实现相应的电器连接。所述基板101材质可以塑料、陶瓷等。在所述基板101的表面预定位置用于贴合智能电表芯片，在预留用于贴装智能电表芯片位置的周边设置有金丝压焊焊盘102，金丝压焊焊盘102可以由铜、镍、金等材料中的一种或其合金构成。该金丝压焊焊盘与基板内部的电路相连通，并作为与智能电表芯片的键合的引线焊盘。在所述基板101的背面还设置有形成BGA阵列所需要的焊盘金属103，焊盘金属103也可以由铜、镍、金等材料中的一种或其合金构成。该焊盘金属103也与基板内部的电路相连通。图2不出了上述智能电表功能芯片于基板表面的分布。如图2所不,各个智能电表功能芯片通过粘贴剂粘贴与基板101的表面。智能电表功能芯片分别包括MCU芯片206、485芯片204、计量芯片208、ESAM芯片202、存储器210、逻辑电路104和时钟芯片105 (图I相当于图2中设置保护层后沿XX’方向的剖视图)。当然也可以也包括实现电表模块功能的其他所需芯片及元器件。上述的功能芯片通过贴装技术将每一款芯片及元器件贴装于基板101表面的相应位置。上述芯片可以是市场流通芯片及元器件产品，也可以自行开发设计制造。需要说明的是，图2中示出的各种功能芯片的贴装位置仅仅是示意性的。本领域技术人员可以根据需要将构成电表模块的功能芯片在基板101表面任意设置，相应的，基板101内部的电路以及基板101表面的金丝压焊焊盘可根据功能芯片的设置位置而预先设计并制造，这里不再进行赘述。请继续参看图1，引线106 —端连接于芯片的焊盘上，另一端连接于基板101表面上分布于芯片周围的焊盘上，将芯片中的电路与基板101中的电路相连通。所有芯片均通过引线与基板101上的电路想连通，从而可实现不同芯片之间的电气连接，并实现预期的电表模块功能。引线106材料包括金、铜或者所述金或铜合金。所述保护层107设置于所述基板101表面上，用于保护基板101表面上的芯片以及芯片与基板101的连接结构。本实施例中，所述保护层107为有机聚合材料形成的塑封胶，其厚度和面积足以包覆基板101表面的智能电表功能芯片、键合引线以及压焊焊盘。通过保护层107，可以为芯片以及键合引线结构提供物理机械以及热力保护，增强整体结构的可靠性。当然，保护层107的材料并不限于所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电表核心模块的封装结构，其特征在于包括，用于承载多个芯片的基板；设置于基板表面上预定位置的复数个智能电表功能芯片；实现所述各个功能芯片与基板上电路之间电联接的键合引线；覆盖所述功能芯片以及键合引线的保护层；形成于所述基板背面的BGA(Ball？Grid？Array)焊球阵列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璟，谢伟东，李天石，田漪婷，
申请(专利权)人：北京天中磊智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：