[發明專利]一種系統級封裝結構及其制造方法

在審

• 申請號: 202011038852.1
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112349656A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王輝;趙鳴霄;廖翱;景飛;李文;蔣苗苗
• 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: H01L23/043
• 分類號: H01L23/043;H01L23/498;H01L21/48
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

1.一種系統級封裝結構，其特征在于，包括：有機多層電路板、金屬圍框、BGA焊球、預成型焊片一、預成型焊片二和帶有凸臺的金屬蓋板；所述金屬圍框包括最外圈的圍框結構體和分布在圍框結構體內的隔筋；所述金屬圍框的圍框結構體和隔筋上方與帶有凸臺的金屬蓋板相匹配；

所述BGA焊球植于有機多層電路板背面；

所述金屬圍框的圍框結構體和隔筋下方使用預成型焊片一焊接于有機多層電路板正面；

所述金屬圍框的隔筋上方與所述金屬蓋板的凸臺使用預成型焊片二焊接，所述金屬蓋板的四周與金屬圍框的圍框結構體上方氣密焊接，使得金屬蓋板和有機多層電路板之間，通過金屬圍框的圍框結構體和隔筋分割成若干個腔體；各個所述腔體中的所述有機多層電路板正面用于安裝裸管芯或封裝器件。

2.根據權利要求1所述的系統級封裝結構，其特征在于，所述有機多層電路板為氣密有機材料制造的氣密有機多層電路板，或者非氣密的多層電路板。

3.根據權利要求1所述的系統級封裝結構，其特征在于，所述金屬圍框和金屬蓋板采用304不銹鋼、321不銹鋼、10號鋼、316L不銹鋼或可伐合金制備而成。

4.根據權利要求1或3所述的系統級封裝結構，其特征在于，所述金屬圍框和金屬蓋板的表面鍍有鎳金鍍層。

5.根據權利要求1所述的系統級封裝結構，其特征在于，所述BGA焊球為SAC305焊球或Sn₆₃Pb₃₇焊球。

6.根據權利要求1所述的系統級封裝結構，其特征在于，所述預成型焊片一采用熔點介于220-250℃之間的焊料制備而成，包括且不限于：Pb₇₅In₂₅、Sn₉₀Sb₁₀、Sn₉₅Sb₅、Sn_99.3Cu_0.7和Sn_96.5Ag_3.5焊料。

7.根據權利要求1所述的系統級封裝結構，其特征在于，所述預成型焊片二采用Sn₆₃Pb₃₇、Sn₄₂Bi₅₈或純In片制備而成。

8.一種系統級封裝結構的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，清洗金屬蓋板、金屬圍框和有機多層電路板；

S2，金屬圍框的圍框結構體和隔筋下方使用預成型焊片一焊接于有機多層電路板正面；

S3，清洗并完全去除助焊劑后檢漏；

S4，BGA焊球植于有機多層電路板背面；

S5，在有機多層電路板正面被金屬圍框的圍框結構體和隔筋分割成的若干個封裝區域中，安裝裸管芯或封裝器件；

S6，對安裝的裸管芯或封裝器件進行電學性能調測；

S7，金屬圍框的隔筋上方與所述金屬蓋板的凸臺使用預成型焊片二焊接；

S8，金屬蓋板的四周與金屬圍框的圍框結構體上方氣密焊接，使得所述封裝區域經金屬蓋板封焊后形成腔體。

9.根據權利要求8所述的系統級封裝結構的制造方法，其特征在于，步驟S5中，安裝裸管芯的方法為：所述裸管芯通過導電膠粘貼于有機多層電路板正面，并采用金絲鍵合的方式與有機多層電路板之間實現電氣互連。

10.根據權利要求8所述的系統級封裝結構的制造方法，其特征在于，步驟S5中，安裝封裝器件的方法為：所述封裝器件采用SMT的方式安裝在有機多層電路板正面，并通過SMT焊點與有機多層電路板之間實現電氣互連。