[發明專利]一種小型化抗高過載硅基微系統裝置及其組裝方法

有效

• 申請號: 201910360030.6
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110054143B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 王龍;支彥偉;李毅舟
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C1/00;B81C3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種小型化抗高過載硅基微系統裝置及其組裝方法，該裝置區別與傳統的硅基微系統封裝方法，使得水平基板之間通過POP工藝堆疊，水平基板和垂直基板之間通過POP工藝封裝，使得形成了立體封裝結構；兩個垂直基板一個設置在水平基板的后方，一個設置在水平基板的側方，形成正交互聯結構；基板之間通過樹脂進行封裝，同實現了基板上元件的有效的保護和灌封，該封裝利用POP工藝堆疊和樹脂封裝，有效的解決了小型化技術及抗高過載的能力；該組裝方法適用于小型化綜合電子微系統控制模塊，通用性高，易于操作，成本較低。

【技術領域】

本發明屬于信息采集、數據處理和控制微系統集成領域，具體涉及一種小型化抗高過載硅基微系統裝置及其組裝方法。

【背景技術】

常用的微系統裝置，目前還停留在單一功能集成的樣品芯片上，工藝結構還基于板級和接插件的拼裝，主要使用已封裝器件，有大量空間閑置。采用常規拼裝工藝集成的微系統裝置不具備抗高過載沖擊的能力，在高過載條件下容易造成基板斷裂、板上芯片脫離，以及鍵和絲焊點分離，導致模塊失效。以上問題限制了微系統裝置小型化發展和抗高過載能力的提高。因此，需要在電路設計、工藝集成組裝方式和整體灌封上采用新方法，來提高微系統裝置小型化和抗高過載能力。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種小型化抗高過載硅基微系統裝置及其組裝方法；該裝置通過采用新的電氣連接方法和灌封方式，使得有效解決了小型化技術及抗高過載的能力，適用于小型化綜合電子微系統控制模塊，通用性高，易于操作，成本較低。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種小型化抗高過載硅基微系統裝置，包括：相互垂直的水平基板和豎直基板，水平基板從下到上依次包括金屬復合基板、第一MCM-L基板、第二MCM-L基板、硅轉接基板、第三MCM-L基板和第四MCM-L基板；金屬復合基板和第一MCM-L基板固定連接，其余水平基板之間通過POP工藝堆疊；豎直基板包括第五MCM-L基板和第六MCM-L基板，第五MCM-L基板設置在水平基板的后方，第六MCM-L基板設置在水平基板的一側；基板之間通過樹脂進行封裝。

本發明的進一步改進在于：

優選的，樹脂優選為環氧樹脂基封膠。

優選的，各個水平基板之間通過超聲波鍵合飛線實現電氣連接，所述飛線為硅鋁絲或鋁絲；第五MCM-L基板和第六MCM-L基板均通過撓性線路板和第四MCM-L基板連接。

優選的，金屬復合基板上設置有棧式堆疊器、第一電容、第一電阻和電源芯片。

優選的，第二MCM-L基板上設置有基帶處理芯片。

優選的，硅轉接基板上設置有第二電容和FPGA板；硅轉接基板上通過TSV工藝連接有玻璃轉接基板，玻璃轉接基板的下表面焊接有存儲器。

優選的，第三MCM-L基板上設置有第三電容、三軸地磁傳感器和AD轉換器。

優選的，第四MCM-L基板、第五MCM-L基板和第六MCM-L基板上各自設置有單軸MEMS加計和單軸MEMS陀螺儀。

一種上述的小型化抗高過載硅基微系統裝置的組裝方法，包括以下步驟：

步驟1，在金屬復合機基板上固定設置第一MCM-L基板，通過POP工藝在第一MCM-L基板上依次堆疊第二MCM-L基板、硅轉接基板、第三MCM-L基板和第四MCM-L基板，完成水平基板的POP工藝堆疊；

步驟2，在水平基板的后方通過撓性線路板將第五MCM-L基板和第四MCM-L基板連接，在水平基板的一側通過撓性連接帶將第六MCM-L基板和第四MCM-L基板連接；

步驟3，通過樹脂對基板之間進行灌封。