[發明專利]一種盒式三維系統級封裝

在審

• 申請號: 201711126279.8
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107863338A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 李揚
• 申請（專利權）人: 奧肯思（北京）科技有限公司;李揚
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L25/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1技術領域

本發明公開一種三維系統級封裝，是一種能廣泛應用于航空航天、微電子、通訊、醫療等領域中的系統級封裝技術。采用該技術，能夠在最小的體積內封裝更多的芯片，通過巧妙的封裝結構設計，在封裝體的6個基板上均可以安裝元器件，通過折疊、焊接、灌膠，形成一個盒體式三維系統級封裝，所有元器件均位于盒體內部，被有效地封裝保護起來。

2背景技術

系統級封裝SiP(System-in-Package)是一種將多個芯片封裝在一個封裝體內，形成一個獨立系統的新型封裝技術。

隨著工藝水平的提高，封裝技術發展得很快，規模越來越大，引腳數目快速增長，單芯片封裝已經不能滿足系統設計的要求，封裝產品也逐漸地由小規模、單片芯片封裝向大規模、多芯片封裝的方向發展。

多芯片封裝受到了越來越多的關注，其中最受關注的便是SiP系統級封裝。

系統級封裝，顧名思義，是指在一個封裝體中集成一個系統。通常，這個系統需要封裝多個芯片并能夠獨立完成特定的任務，如集成了CPU、DRAM、Flash等多種IC芯片的SiP系統級封裝。

系統級封裝SiP通常包含一塊載板，將元器件統一安裝在載板上，然后進行封裝加固，最后形成一個完成的系統級封裝。

隨著基板技術的發展，剛柔結合板的應用也越來越普遍，其性能日益提高，成本也降低到可接受的范圍內。

剛柔結合板是指在印刷電路板上包含一個或多個剛性區和柔性區，由剛性板和柔性板層壓在一起組成。

剛柔板結合板的本質是將柔性電路板FPC(Flexible Printed Circuit)作為剛性電路板PCB(Printed Circuit board)的一個層或者多個電路層，再對PCB的剛性進行部分銑加工，只保留柔性部分，這樣，柔性區域可進行一定程度的彎曲，從而適應復雜的結構安裝，或者活動部件的連接。

剛柔結合板的優點是既可以提供剛性印刷板的支撐作用，又具有柔性板的彎曲特性，能夠滿足三維組裝的需求。

在SiP系統級封裝中，因為要在有限的空間內封裝多個芯片，所以集成度一直是SiP中重要的技術指標。

通常，在SiP中增加集成度主要采用三維堆疊的方式，包括芯片堆疊和封裝堆疊等方式，三維堆疊方式目前應用比較普遍，但也有一些難以解決的問題。例如芯片堆疊中對芯片的尺寸、功耗等都有比較嚴格的要求；封裝堆疊中對上下封裝的尺寸及引腳位置也有嚴格的要求，同時，上下引腳的連接也會影響芯片的安裝空間。

因此，一種新的三維系統級封裝集成方式是SiP技術發展非常需要的。

3發明內容

本發明專利介紹的三維系統級封裝，是采用了剛柔結合板結構的封裝體，在基板生產和加工以及芯片貼裝過程中，整個剛柔結合基板位于同一個平面內，芯片貼裝完成后，將柔性部分彎曲90度，形成盒式封裝體。

本發明介紹了一種三維系統級封裝，其特征在于：采用了盒式三維結構，其封裝基板采用了剛柔結合板，其中包含6塊剛性基板，中間通過5個柔性電路連接，在6塊剛性基板上，均可安裝芯片等元器件，柔性電路主要起到電氣互聯和物理連接的作用。在元器件安裝完成后，對柔性區域進行90度彎曲，將剛性基板彎折并拼接成一開蓋盒狀體，并對其接縫處進行焊接，然后對封裝體內部充膠加固，最后封蓋，植球，形成完整的三維系統級封裝。

為了明確本方案內容，采用頂視圖和側視剖面圖進行解釋，附圖1為三維系統級封裝的基板頂視圖和對應的側視剖面圖。其中A、B、C、D、E、F為剛性基板，總共6塊，通過5個柔性電路連接起來，分別標識為1、2、3、4、5，剛性基板在未有柔性電路連接的邊做金屬化處理，用于后期的焊接。圖1中央為頂視圖，其中a-a，b-b點劃線表示剖面圖的位置，a-a剖面圖位于圖1下方，b-b剖面圖位于圖1右側。

附圖2是附圖1的局部放大圖，包含剛性基板A的局部和剛性基板B的局部及柔性電路1，柔性電路連接剛性基板，其厚度一般比剛性基板薄，層壓在剛性基板中間。

每塊剛性基板上可安裝元器件，安裝元器件的原則是盡可能將高度大的元器件安裝在基板中央位置，高度小的可往基板外側安裝，但不能太靠近邊緣，避免和其它基板上的元器件產生干涉，每塊基板上的元器件高度大致呈金字塔型排布，如果是裸芯片，可進行芯片堆疊安裝，參看附圖3，附圖4。