[發明專利]一種一體化衛星導航芯片及其制造方法

無效

• 申請號: 201210535698.8
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103869329A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 謝偉東;潘小山
• 申請（專利權）人: 北京天中磊智能科技有限公司
• 主分類號: G01S19/13
• 分類號: G01S19/13;G01S19/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及衛星導航領域，特別涉及一種利用多芯片封裝技術來實現一款高密度高集成的北斗&GPS雙模衛星導航一體化芯片的結構及其制作方法。

背景技術

北斗衛星導航系統是擁有我國自主知識產權的全球衛星導航系統。隨著北斗衛星導航系統的逐步建設完善，以北斗為核心的衛星導航、精確授時以及位置服務產業正在國民經濟生活中發揮越來越重要的作用，成為至關重要的新興產業，發展前景十分廣闊。

高性能衛星導航終端和芯片是衛星導航系統的核心，也是整個導航服務產業鏈的基礎。目前國內北斗衛星導航的終端應用開發都具有偏向性，有的以研制射頻芯片為核心，有的以基帶處理芯片為研究核心，很少能提供自主的射頻與基帶處理芯片一體化解決方案，從而導致射頻芯片與基帶處理芯片核心算法銜接不到位，也極大地降低了模塊開發的性能。傳統的衛星導航模塊，是將封裝好的基帶、射頻等功能芯片通過相應的邏輯連接起來，或通過復雜的電路實現射頻、基帶功能，需要多顆芯片以及外接大量的PCB布局布線來完成這一連接，從而會占據電路板上大量的面積，也增加走線難度。由于PCB電路板上的線路尺寸和過孔尺寸較大，使整個系統的面積和體積也會跟著加大。由于這種傳統的方法，盡管在整體組裝中簡單，但是模塊存在尺寸大、功耗高、開發成本高等問題，同時也使得技術方案的保密性較差，在一定程度上制約了北斗衛星導航產業的高速發展。

而本專利的提出正是基于傳統方法的帶來的種種問題，將實現北斗衛星導航功能的裸芯片，通過一系列的基板工藝和微組裝工藝集成在一個封裝體內，形成一個高密度，低損耗，低成本的小型一體化導航芯片。芯片封裝制造采用倒裝焊工藝，可以省去繁復的傳統引線鍵合工藝，實現批量化生產。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種北斗&GPS雙模衛星導航一體化芯片封裝結構和方法，該結構基于平面MCP倒裝焊工藝技術，將系統中的多種不同芯片的裸片通過倒裝焊的方式封裝在一個基板中，同時實現北斗和GPS雙模衛星信號的接收與處理功能，并完成內部邏輯連接和扇出接口。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種一體化衛星導航芯片產品的結構，其特征在于，包括：一層或多層用于實現多芯片間邏輯連接和支撐作用的基板；位于頂層基板上表面實現各個芯片與基板電學連接的倒裝焊微凸點；置于最上層基板上的用于實現北斗&GPS雙模衛星導航功能的多種裸芯片及元器件；覆蓋于多種不同芯片和引線上的塑封膠；以及形成于基板背面的BGA焊球陣列。

進一步地說，所述用于實現多芯片間邏輯連接和支撐作用的基板，為雙層化合物印制線路板，其表面及內部設置有下列微結構：(1)金屬焊盤；(2)倒裝焊微凸點；(3)微導線；(4)通孔結構等，基板尺寸形狀及上述微結構需根據多種功能芯片/元器件的電學連接關系進行專門設計制造。

更進一步地說，所述置于基板上的用于實現北斗&GPS雙模衛星導航功能的多種不同裸芯片，是指從晶圓廠完成流片、劃片工藝后未經封裝的裸芯片，其上表面具有供電氣連接的金屬焊盤，所述裸芯片帶有金屬焊盤的上表面向下放置，裸芯片與基板連接方式為倒裝焊。

更進一步地說，所述置于基板上的用于實現北斗&GPS雙模衛星導航功能的多種裸芯片，包括：基帶芯片，射頻芯片，存儲芯片，并且按照一定的邏輯關系進行互聯，實現北斗&GPS雙模衛星信號的接收與處理功能。且所述基帶芯片為多模衛星導航基帶處理器，其內部集成了多系統并行捕獲引擎、多系統兼容的相關器引擎和ARM處理器內核。

更進一步地說，所述倒裝焊微凸點，其尺寸大小、間距等與裸芯片上的對應焊盤大小及間距一致，可一一對應實現重合放置；微凸點材料可以為金、銅、鎳、錫鉛合金等。

再進一步地說，所述覆蓋于芯片和引線上的塑封膠，其高度和面積以包覆所有的芯片和引線以及基板表面的裸露焊盤為準，所述塑封膠由有機聚合材料制成。

一種一體化衛星導航芯片的制造方法，其包括以下步驟：

設計并制作出用于實現多芯片間邏輯連接和支撐作用的多層印刷電路基板；

通過貼片機將多種實現北斗&GPS衛星導航功能裸芯片上表面向下，倒裝表貼于基板上預留指定位置，芯片焊盤與基板上的微凸點對應重合；

將貼裝芯片后的基板高溫固化，使芯片和基板之間形成穩固連接；

采用點膠或者涂敷等方式在基板上表面形成一層塑封膠，并加溫固化；

在基板的背面通過C4工藝回流形成BGA焊球陣列；