一种新型芯片封装体及其封装方法与流程

本发明涉及集成电路封装技术领域，尤其涉及一种新型芯片封装体及其封装方法。

背景技术：

封装对于芯片至关重要，一方面，因为减划后的芯片需与外界隔离，防止空气中的杂质对芯片电路造成腐蚀而引起电气性能下降；另一方面,封装好的芯片也便于测试和运输。如图1所示，为现有的芯片塑封封装体结构，该塑封封装体包括管腿110和管壳120，管腿110进行通信，管壳120能够对封装过程进行保护。封装有多种形式，dip、qfp、pga、bga、sop、qfn等，在产品工程阶段绝大多数中小规模集成电路均会采用双列直插式封装形式（dip封装），或者模块封装形式应用评估工作，通用的陶瓷管壳虽然制造简单，但是封装成本极高且引线数受限，另外塑封的qfp/sop/qfn等相比陶瓷封装虽然具有成本优势，但是生产周期过长，会严重影响工程需求。工程阶段一般是小批量个性化的需求，快速、高效、安全尤为重要。另外在失效分析阶段，如若遇到芯片不能正常工作、损毁等，还需要重新开盖（decap）、取出芯片（die）、再封装等繁琐步骤，整个流程变得复杂，严重影响失效分析周期。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种新型芯片封装体及其封装方法，该新型芯片封装体包括基座板、插针和盖帽，该新型芯片封装体解决了集成电路工程阶段速度慢和高成本的制样难题，在增多引线数量的同时，实现工程阶段低成本、快速封样盖帽，并满足了增加外围器件和直接观察电损伤等fa相关需求。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种新型芯片封装体，所述封装体包括基座板、插针和盖帽，其中，基座板包括基板、通孔、阱底、金手指和基阶；基板采用特定的酚醛塑料，厚度为1.5mm，基板的四边各有若干通孔，通孔的直径为0.889mm；

通孔分为内层通孔和外层通孔，内层通孔和外层通孔相对平行排列，内层通孔和外层通孔的孔间距为1.778mm，内层通孔和外层通孔边缘之间的直线距离为0.889mm，内层通孔与外层通孔通过连接线形成金属连接，内层通孔边缘距离基阶边沿最小直线距离为0.889mm，外层通孔边缘距离基板一边的最小直线距离为5mm；

阱底为铜镀镍再镀金材质，金层厚度为0.762um；

金手指为铜镀镍再镀金的金属化材质，金层厚度为0.762um，金手指的长度为1mm，金手指边沿与基阶边沿的最小直线距离为1mm，金手指边沿与阱底边沿的最小直线距离为1mm；

基阶为铜镀镍再镀金的金属化材质，金层厚度为0.762um，基阶的边长为12.6mm，基阶的宽度为0.8mm；

插针长度均为12mm，插针通过焊接插在内层通孔内和外层通孔内，并与基板形成垂直连接，内层通孔插满插针，预留5~10个外层通孔空置；

盖帽为铜镀镍再镀金材质的正方腔体，金层厚度为0.762um，盖帽的边长为11mm，盖帽的高度为2mm，盖帽的四边为基沿，基沿的宽度为0.8mm，基沿的宽度与基座板上基阶的宽度相等；

基座板的阱底粘贴裸芯片，通过焊线与金手指连接，实现整个基座板电气连接；

基板作为封装载体，在基板上形成平行分布的内层通孔与外层通孔，并使金手指、内层通孔和外层通孔电气连接，整个基座板电气连接，在阱底处粘贴裸芯片，将裸芯片上的各个pad与各金手指之间进行金丝键合，并将盖帽的基沿与基板上的基阶进行焊接，盖帽焊接完成后，将插针焊接在内层通孔和外层通孔内，内层通孔插满插针，预留5~10个外层通孔空置，并将插针与对应的基板座相连，使得裸芯片实现电气连接，并对封装体进行工程调试，以测试裸芯片的通信状况。

一种新型芯片封装体的封装方法，封装体包括基座板、插针和盖帽，其中，基座板包括基板、通孔、阱底、金手指和基阶，通孔分为内层通孔和外层通孔，盖帽四边为基沿，所述封装方法的具体步骤为：

步骤一：制作电路基座板；使用具备良好硬度和平整度的基板作为封装载体，结合使用电路设计版图工具，使平行分布的内层通孔与外层通孔通过连接线形成金属连接，并使各金手指与内层通孔形成电气连接，然后，将在金手指所在位置区域对金手指进行金属化，先铜镀镍，后在镍层上镀金，镀金层厚度控制在0.762um，紧接着，将基阶和阱底进行金属化，先铜镀镍，后在镍层上镀金，镀金层厚度控制在0.762um，上述金属化完成后，使金手指、内层通孔和外层通孔完成电气连接，整个基座板完成电气连接；

步骤二：粘贴裸芯片；整个基座板电气连接完成后，在阱底处粘贴裸芯片；

步骤三：金丝键合；粘贴裸芯片后，使用焊线机将裸芯片的各个pad与金手指之间进行金丝键合，金丝键合完成后，各金手指、内层通孔和外层通孔所对应的i/opin脚即与裸芯片pad的i/opin脚一一对应，然后，测试内层通孔各个i/opin脚的通信情况，判断裸芯片是否与金手指键合完好；

步骤四：焊接盖帽；金丝键合完成后，用电烙铁将焊锡均匀焊接在基座板上的基阶上，再用热风枪对准焊锡加热，将盖帽的基沿与基座板的基阶处完整贴合，完成焊接；

步骤五：焊接内层通孔的插针；焊接盖帽后，用电烙铁将等数量的插针焊接在内层通孔上，并将插针与对应的基板座相连，使得裸芯片实现电气连接；

步骤六：焊接外层通孔的插针；焊接内层通孔的插针完成后，调试裸芯片或者进行fa操作，并进行选择性地焊接插针，在插针上加减电阻、电容或示波器进行试验分析；

步骤七：功能测试；将封装好的封装体进行工程调试，测试裸芯片通信状况是否良好；

步骤八：外观检查；如果工程调试过程中发现问题，查找裸芯片表面损伤情况，仅需使用热风枪将盖帽的基沿和基座板的基阶上的焊锡加热，用夹子取下盖帽即可查找。

本发明由于采用了上述基座板、插针和盖帽作为封装体的结构，其中，基座板包括基板、内层通孔、外层通孔、阱底、金手指和基阶，所获得的有益效果是，首先，该新型芯片封装体生产工艺简单灵活，并兼容现有的打线环境，能够在工程阶段快速地、低成本制样；而且，新型芯片封装体的基板采用特定的酚醛塑料，具备高硬度、抗高温、耐磨损、抗腐蚀、绝缘等特性，并通过结合引脚与芯片实现电气连接；同时，新型芯片封装体直接手动加盖帽，避免受到外力损伤，并且设计满足工程阶段的fa相关需求，方便增加外围器件，可直接观察电损伤进行失效分析。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是现有的芯片塑封封装体结构图。

图2是本发明具体实施的新型芯片封装体立体结构图。

图3是本发明具体实施的新型芯片封装体中基座板立体结构图。

图4是本发明具体实施的新型芯片封装体中盖帽立体结构图。

图5是本发明具体实施的新型芯片封装体的封装方法步骤流程图。

具体实施方式

参看图2，本发明具体实施的新型芯片封装体立体结构图。该新型芯片封装体，所述封装体包括基座板200、插针300和盖帽400，其中，基座板200包括基板210、通孔220、阱底230、金手指240和基阶250；基板210采用特定的酚醛塑料，厚度为1.5mm，基板210的四边各有若干通孔220，通孔的直径为0.889mm；通孔220分为内层通孔220a和外层通孔220b，内层通孔220a和外层通孔220b相对平行排列，内层通孔220a和外层通孔220b的孔间距为1.778mm，内层通孔220a和外层通孔220b边缘之间的直线距离为0.889mm，内层通孔220a与外层通孔220b通过连接线310形成金属连接，内层通孔220a边缘距离基阶的边沿最小直线距离为0.889mm，外层通孔220b边缘距离基板一边的最小直线距离为5mm。

阱底230为铜镀镍再镀金材质，金层厚度为0.762um。

金手指240为铜镀镍再镀金的金属化材质，金层厚度为0.762um，金手指240的长度为1mm，金手指240边沿与基阶250边沿的直线距离为1mm，金手指240边沿与阱底250边沿的直线距离为1mm。

基阶250为铜镀镍再镀金的金属化材质，金层厚度为0.762um，基阶250的边长为12.6mm，基阶250的宽度为0.8mm。

插针300长度均为12mm，插针300通过焊接插在内层通孔220a内和外层通孔220b内，并与基板210形成垂直连接，内层通孔220a插满插针，预留5~10个外层通孔220b空置。

盖帽400为铜镀镍再镀金材质的正方腔体，金层厚度为0.762um，盖帽400的边长为11mm，盖帽400的高度为2mm，盖帽400的四边为基沿410，基沿410的宽度为0.8mm，基沿410的宽度与基座板200上基阶250的宽度相等。

基座板200的阱底230粘贴裸芯片，通过焊线与金手指240连接，实现整个基座板电气连接。

基板210作为封装载体，在基板210上形成平行分布的内层通孔220a与外层通孔220b，并使金手指240、内层通孔220a和外层通孔220b电气连接，整个基座板200电气连接，在阱底230处粘贴裸芯片，将裸芯片上的各个pad与各金手指240之间进行金丝键合，并将盖帽400的基沿410与基板210上的基阶250进行焊接，盖帽400焊接完成后，将插针300焊接在内层通孔220a和外层通孔220b内，内层通孔220a插满插针，预留5~10个外层通孔220b空置，并将插针300与对应的基板座200相连，使得裸芯片实现电气连接，并对封装体进行工程调试，以测试裸芯片的通信状况。

参看图3，本发明具体实施的新型芯片封装体中基座板立体结构图。该具体实施的基座板200中，包括基板210、通孔220、阱底230、金手指240和基阶250，通孔220分为内层通孔220a和外层通孔220b；其中，s1为0.8mm，是基阶的宽度；s2为1mm，是基阶边沿与金手指边沿的距离；s3为1mm，是金手指长度；s4为1mm，是金手指边沿与阱底边沿的距离；s5为5mm，是阱底的边长；s6为0.889mm，是基阶外边沿与内层通孔边缘的最小直线距离；s7为0.889mm，是内层通孔的直径；s8为0.889mm，是内层通孔边缘与其直接相对应的外层通孔边缘的最小直线距离；s9为0.889mm，是外层通孔的直径；s10为5mm，是外层通孔边缘与基板边缘的最小直线距离。

参看图4，为本发明具体实施的新型芯片封装体中盖帽立体结构图。盖帽400为铜镀镍再镀金材质的正方腔体，其边长s12为11mm，其高度t1为2mm；盖帽400的四边为基沿410，基沿410的宽度s11为0.8mm。

参看图5，本发明具体实施的新型芯片封装体的封装方法步骤流程图。该新型芯片封装体的封装方法，封装体包括基座板200、插针300和盖帽400，其中，基座板200包括基板210、通孔220、阱底230、金手指240和基阶250，通孔分为内层通孔220a和外层通孔220b，所述封装方法的具体步骤为：

步骤一：制作电路基座板；使用具备良好硬度和平整度的基板210作为封装载体，结合使用电路设计版图工具，使平行分布的内层通孔220a与外层通孔220b通过连接线形成金属连接，并使各金手指240与内层通孔220a形成电气连接，然后，将在金手指所在位置区域对金手指240进行金属化，先铜镀镍，后在镍层上镀金，镀金层厚度控制在0.762um，紧接着，将基阶250和阱底230进行金属化，先铜镀镍，后在镍层上镀金，镀金层厚度控制在0.762um，上述金属化完成后，使金手指240、内层通孔220a和外层通孔220b完成电气连接，整个基座板完成电气连接。

步骤二：粘贴裸芯片；整个基座板电气连接完成后，在阱底230处粘贴裸芯片。

步骤三：金丝键合；粘贴裸芯片后，使用焊线机将裸芯片的各个pad与金手指240之间进行金丝键合，金丝键合完成后，各金手指240、内层通孔220a和外层通孔220b所对应的i/opin脚即与裸芯片pad的i/opin脚一一对应，然后，测试内层通孔220a各个i/opin脚的通信情况，判断裸芯片是否与金手指键合完好。

步骤四：焊接盖帽；金丝键合完成后，用电烙铁将焊锡均匀焊接在基座板上的基阶上，再用热风枪对准焊锡加热，将盖帽400的基沿410与基座板的基阶250处完整贴合，完成焊接。

步骤五：焊接内层通孔的插针；焊接盖帽400后，用电烙铁将等数量的插针300焊接在内层通孔220a上，并将插针300与对应的基板座相连，使得裸芯片实现电气连接。

步骤六：焊接外层通孔的插针；焊接内层通孔220a的插针300完成后，调试裸芯片或者进行fa操作，并进行选择性地焊接插针300，在插针300上加减电阻、电容或示波器进行试验分析。

步骤七：功能测试；将封装好的封装体进行工程调试，测试裸芯片通信状况是否良好。

步骤八：外观检查；如果工程调试过程中发现问题，查找裸芯片表面损伤情况，仅需使用热风枪将盖帽400的基沿410和基座板的基阶250上的焊锡加热，用夹子取下盖帽即可查找。

本发明并不限于上文讨论的实施方式，以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围；以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。