[實用新型]一種BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝

有效

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• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN203983254U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 朱天成;李鑫;楊陽
• 申請（專利權）人: 中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/13;H01L21/56
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群

技術領域

本實用新型涉及半導體封裝技術，具體涉及一種BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝。

背景技術

系統(tǒng)級封裝(System?In?a?Package，簡稱SiP)主要是通過3D封裝技術將具有完整系統(tǒng)功能的多種芯片原片放入在一個芯片封裝之內(nèi)，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的集成和體積、重量的降低，是芯片設計技術、3D封裝技術、基板、管殼設計加工制造技術等多種先進設計及加工技術高度交叉融合的產(chǎn)物。在SiP中可以利用芯片、裸芯片、無源器件等進行混合封裝，實現(xiàn)更多的系統(tǒng)功能、具有更加靈活、成本低等特點。

混合封裝發(fā)展已經(jīng)有了多年的歷史，從最早的組件級產(chǎn)品到目前的系統(tǒng)芯片都可以看到混合封裝技術的應用。但是，早期混合封裝主要是利用厚薄膜集成電路制造工藝，在陶瓷基板或PCB板上實現(xiàn)有源器件、無源器件等器件的集成。隨著技術的發(fā)展，采用裸芯片的系統(tǒng)級封裝(SiP)技術目前成為主流。而采用芯片和裸芯片進行混合封裝的嘗試也在不斷進行。但由于工藝水平的限制和相關產(chǎn)業(yè)配套分工等問題，采用芯片和裸芯片進行混合封裝的嘗試和成功的產(chǎn)品較少。

目前，采用表貼封裝的芯片與裸芯片集成的方式較多，包括BGA、QFP等表貼形式。對于采用傳統(tǒng)工藝混合封裝BGA芯片存在焊接虛焊，封裝存在空氣等問題，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是,設計一種BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝。該封裝利用有機基板進行混合封裝BGA芯片，可以實現(xiàn)大規(guī)模BGA芯片在塑封SiP系統(tǒng)芯片中的無焊接集成，并提高產(chǎn)品封裝的可靠性和封裝質(zhì)量。

本實用新型解決所述技術問題所采用的技術方案是：設計一種BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝，其特征在于該封裝包括有機基板，在有機基板的上部中心設有與BGA芯片匹配的安裝腔體，安裝腔體為棱臺狀，至少一個側(cè)面為等腰梯形斜面，等腰梯形斜面與腔體底面的夾角為105-130°，BGA芯片放入安裝腔體后，至少一個側(cè)面留有塑封料流入口，安裝腔體的深度為有機基板厚度的1/6-1/2，安裝腔體底面設有半球形凹槽，半球形凹槽的尺寸規(guī)格及數(shù)量與BGA芯片的BGA焊球的尺寸規(guī)格及數(shù)量相匹配，且半球形凹槽的內(nèi)表面鍍有金屬層；所述有機基板的底面每平方厘米均布設有4-6個用于抽真空的通孔。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型采用有機基板進行混合封裝BGA芯片，可以實現(xiàn)BGA芯片的內(nèi)埋，減小SiP系統(tǒng)芯片產(chǎn)品的厚度和體積；通過真空吸力實現(xiàn)良好電氣連接后，利用塑封材料將BGA芯片固定在腔體內(nèi)，可以實現(xiàn)BGA芯片的免焊接，同時利用真空吸力，可以將塑封材料填充到BGA芯片下，提高產(chǎn)品的可靠性。此外，本實用新型與現(xiàn)有的SiP工藝兼容性較好，有效解決了現(xiàn)有利用貼片工藝造成BGA焊球之間短路等問題。

附圖說明

圖1為本實用新型BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝一種實施例的有機基板1的主視結(jié)構示意圖；

圖2為本實用新型BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝一種實施例的有機基板1的的立體結(jié)構示意圖；

圖3為本實用新型BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝一種實施例的工藝原理示意圖；

圖4為本實用新型BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝一種實施例的工藝流程示意圖；

在圖中，1.有機基板，2.BGA芯片，11.通孔，12.半球形凹槽，13.安裝腔體，14.塑封料流入口，21.BGA焊球。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。

本實用新型設計的BGA芯片內(nèi)埋的無焊接封裝(簡稱封裝，參見圖1-3)，其特征在于該封裝包括有機基板1，在有機基板1的上部中心設有與BGA芯片2匹配的安裝腔體13，安裝腔體13為棱臺狀，至少一個側(cè)面為等腰梯形斜面，等腰梯形斜面與安裝腔體底面的夾角α為105-130°，BGA芯片2放入安裝腔體13后，至少一個側(cè)面留有塑封料流入口14，安裝腔體13的深度為有機基板1厚度的1/6-1/2，安裝腔體底面設有半球形凹槽12，半球形凹槽12的尺寸規(guī)格及數(shù)量與BGA芯片的BGA焊球21的尺寸規(guī)格及數(shù)量相匹配，且半球形凹槽12的內(nèi)表面鍍有金屬層；所述有機基板1的底面每平方厘米均布設有4-6個用于抽真空的通孔11。

本實用新型封裝的進一步特征在于所述等腰梯形斜面與安裝腔體底面的夾角α為115°。

本實用新型封裝的進一步特征在于所述安裝腔體13對稱的兩個側(cè)面為等腰梯形斜面，BGA芯片2放入安裝腔體13后，該兩個側(cè)面留有塑封料流入口14。