[發明專利]三維堆疊封裝器件及其裝配工藝方法

在審

• 申請號: 202011064678.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112259509A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 魏少偉;張延青;付興昌;王磊;徐達;郭旭光;許悅;戎子龍;馮志寬;高飛龍;李翠;閆偉偉;吳拉瑞;段麗花;呂紅香
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/552;H01L25/18;H01L21/56;H01L21/60;H01L23/488
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 王朝

1.三維堆疊封裝器件，其特征在于，包括：

底層電路板，頂面裝配有至少一個第一高頻芯片，每個所述第一高頻芯片的外圍均植有第一錫球陣列；

金屬外殼，罩設于所述底層電路板上，內壁與所述底層電路板的頂面圍成氣密腔；

頂層電路板，設于所述氣密腔內，與所述底層電路板通過各個所述第一錫球陣列互聯，頂面設有至少一個第二高頻芯片，每個所述第二高頻芯片上均罩設有一個屏蔽罩，所述屏蔽罩用于屏蔽所述第二高頻芯片的電磁信號；

其中，每個所述第一錫球陣列與相應位置的所述底層電路板的頂面、所述頂層電路板的底面共同圍成一個屏蔽腔，所述屏蔽腔用于屏蔽所述第一高頻芯片的電磁信號。

2.如權利要求1所述的三維堆疊封裝器件，其特征在于，所述屏蔽罩上間隔設有多個透氣孔，所述透氣孔用于進行散熱及氣相清洗。

3.如權利要求1所述的三維堆疊封裝器件，其特征在于，所述屏蔽罩為馬口鐵或不銹鋼材料，且所述屏蔽罩的表面電鍍有鎳層。

4.如權利要求1所述的三維堆疊封裝器件，其特征在于，每個所述第二高頻芯片的外圍均設有第三焊盤，所述屏蔽罩與所述第三焊盤對應焊接。

5.如權利要求1所述的三維堆疊封裝器件，其特征在于，所述底層電路板的內部設有第一電路網絡，所述第一電路網絡引至所述底層電路板的頂面的第一焊盤與所述第一高頻芯片的引腳對應鍵合；

所述頂層電路板的內部設有第二電路網絡，所述第二電路網絡引至所述頂層電路板的頂面的第二焊盤與所述第二高頻芯片的引腳對應鍵合。

6.如權利要求5所述的三維堆疊封裝器件，其特征在于，所述底層電路板的底面植有用于與外部電路互連的第二錫球陣列，所述第二錫球陣列與所述第一錫球陣列通過所述第一電路網絡互連，所述第二錫球陣列還與所述第一高頻芯片通過所述第一電路網絡互連。

7.三維堆疊封裝器件的裝配工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，在底層電路板的正面裝配金屬外殼的邊框；

步驟S2，在所述底層電路板位于所述邊框內部的相應區域上分別裝配各個第一高頻芯片及其它電路元件；

步驟S3，將頂層電路板的背面與所述底層電路板的正面通過第一錫球陣列互聯，使所述第一錫球陣列與所述頂層電路板的背面、所述底層電路板的正面共同圍成多個屏蔽腔，所述屏蔽腔與所述第一高頻芯片一一對應；

步驟S4，在所述頂層電路板的正面相應區域上分別裝配各個第二高頻芯片及其它電路元件；

步驟S5，在各個所述第二高頻芯片上分別罩設一個屏蔽罩，并將所述屏蔽罩與所述頂層電路板的正面位于所述第二高頻芯片周圍的焊盤回流焊接；

步驟S6，封裝所述金屬外殼的封蓋；

步驟S7，在所述底層電路板的背面植入用于匹配連接外部電路的第二錫球陣列，獲得三維堆疊封裝器件。

8.如權利要求7所述的三維堆疊封裝器件的裝配工藝方法，其特征在于，所述步驟S5包括：

步驟S501，在所述頂層電路板的正面位于各個所述第二高頻芯片周圍的焊盤上施加焊料；

步驟S502，在各個所述第二高頻芯片的周圍施加了焊料的所述焊盤上分別貼裝一個所述屏蔽罩；

步驟S503，依次對各個所述屏蔽罩進行激光掃描加熱，通過熱傳遞使焊料熔化，實現所述屏蔽罩與相應的所述焊盤之間的回流焊接。

9.如權利要求8所述的三維堆疊封裝器件的裝配工藝方法，其特征在于，在所述步驟S503之后還包括：

步驟S504，對各個所述屏蔽罩的焊接位置進行氣相清洗。

10.如權利要求7-9任一項所述的三維堆疊封裝器件的裝配工藝方法，其特征在于，在所述步驟S3中，所述將頂層電路板的背面與所述底層電路板的正面通過第一錫球陣列互聯，所述將頂層電路板的背面與所述底層電路板的正面通過第一錫球陣列互聯包括：

步驟S301，在所述頂層電路板的背面植入第一錫球陣列；

步驟S302，將所述第一錫球陣列與位于所述底層電路板正面的相應區域進行回流焊接。