[發明專利]一種一體化盒體封裝結構及其制作方法

在審

• 申請號: 202010736665.4
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111987047A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 景飛;曾斌;周俊;高陽;魯新建;廖翱;張童童;羅洋
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H01L23/04
• 分類號: H01L23/04;H01L23/10;H01L23/48;H01L21/50;H01R13/40;H01R13/405;H01R13/46;H01R43/18;H01R43/20
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

本發明公開了一種一體化盒體封裝結構及其制作方法，包括盒體和多芯連接器，所述多芯連接器包括連接器外殼和金屬插針，所述盒體的側壁上設有連接器外殼，所述連接器外殼內設有安裝孔，所述金屬插針燒結到安裝孔中，所述金屬插針與安裝孔之間設有絕緣玻璃珠，所述金屬插針與盒體內部的芯片連接，所述盒體上表面設有蓋板。本發明通過在盒體上直接加工出多芯連接器外殼并燒結相應插針形成自帶氣密連接器的封裝盒體，與傳統混合集成封裝盒體分層設計或焊接氣密連接器相比，可以進一步縮小封裝盒體尺寸并大大拓寬了封裝內部器件裝配工藝溫度的可選范圍，在微電子封裝領域具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于微電子氣密封裝技術領域，具體涉及一種一體化盒體封裝結構及其制作方法。

背景技術

在微電子封裝領域，對于內部使用了裸芯片的產品都需要采用氣密的封裝外殼對產品內部進行保護以確保產品的可靠穩定工作，其中最為常用且低成本的氣密封裝外殼為金屬外殼。金屬氣密封裝通常是將金屬材料按照產品功能需求加工成特征形狀并進行表面處理，然后在盒體上焊接射頻/低頻絕緣子，并在金屬腔內貼裝功能芯片，最后再采用金屬蓋板對盒體進行激光封焊或平行封焊，這樣就形成了一個完整的氣密封裝產品。

如上所述無論是數字產品還是微波射頻產品，在進行氣密封裝時均需要通過一定方式將產品供電及控制信號通過一定的I/O接口引出實現對外的電連接。對于I/O口數量較少的簡單產品可以在封裝盒體的側壁氣密焊接玻璃絕緣子來實現對外電連接。

而當產品I/O口數量較多時為了方便使用和提高可靠性，需要使用微矩形多芯連接器(如D型連接器)作為對外信號的交互接口。該種情況目前也有兩種方式能夠實現，第一種為傳統混合集成封裝，即在產品尺寸空間寬裕的情況下封裝盒體采用分層結構設計，將盒體的正反面獨立開分為氣密腔和非氣密腔，其中氣密腔內裝配裸芯片并通過金屬蓋板進行氣密封裝，氣密腔的電信號通過玻璃絕緣子穿層引入到非氣密腔，然后通過固定在側壁的微距型連接器作為對外信號的交互接口。傳統混合集成封裝形式如下圖1。

但是隨著系統整體空間資源趨近飽和以及產品內部功能芯片和電路的集成度越來越高，使得各產品的金屬氣密封裝趨于小型化，與此同時產品輸入輸出接口卻越來越多。傳統混合集成封裝的非氣密腔體占用了整體體積的1/3到1/2，這嚴重制約了整個系統體積的縮小。

對于多I/O口產品金屬氣密封裝的第二種形式則是在封裝的側壁直接焊接自氣密的微矩形多芯連接器來達到減小體積節約空間的目的。如下圖2所示。

這種焊接氣密連接器的封裝方式能夠有效減小產品體積提高集成度，而對于微矩形多芯連接器焊接，一般都是采用金錫焊料焊接，焊接溫度不超過320℃。這就導致封裝盒體后續在進行內部器件等裝配時相關的工藝溫度必須控制在連接器焊接溫度(320℃)以下，這有礙于產品內部器件的裝配工藝方法選擇，而且連接器與盒體的焊封會存在焊接質量不佳漏氣等情況。同時盒體焊接了連接器以后還要保證最終封焊蓋板與連接器之間預留安全距離，這樣盒體的設計厚度一般至少要保證單邊比連接器厚2mm以上，在一定程度上限制了封裝盒體尺寸的進一步減小。

現有技術通過在盒體內部劃分鍍金區域和導電氧化區域，并將微波部件、隔離部件和控制部件采用分層排布或分腔排布的方式設置于一體化盒體內，達到盒體重要尺寸可靠保證，降低結構加工成本，實現容易裝配和維護方便。然而并沒有提及盒體上有微矩形連接器時如何排布該微矩形連接器以提高集成度。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種一體化盒體封裝結構及其制作方法解決了微電子氣密封裝金屬外殼尺寸太大的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種一體化盒體封裝結構，包括盒體和多芯連接器，所述多芯連接器包括連接器外殼和金屬插針，所述盒體的側壁上設有連接器外殼，所述連接器外殼內設有安裝孔，所述金屬插針燒結到安裝孔中，所述金屬插針與安裝孔之間設有絕緣玻璃珠，所述金屬插針與盒體內部的芯片連接，所述盒體上表面設有蓋板。