芯片封装结构、芯片及电子设备的制作方法

文档序号:26041471发布日期:2021-07-27 13:52阅读:84来源:国知局
芯片封装结构、芯片及电子设备的制作方法

本实用新型属于芯片技术领域,尤其涉及一种芯片封装结构、芯片及电子设备。



背景技术:

芯片封装主要包括正装和倒装,倒装芯片因具有优异的导热性能和电性能,可以具有众多的io接点等优势而得到大力发展。

目前的芯片封装结构中,芯片本体的中心区域通过多个金属凸点与外部连接,多个金属凸点的排布是阵列排布,这种排布型式的金属凸点的数量较少,不利于提高芯片的电性能。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种芯片封装结构、芯片及电子设备,能够增加金属凸点的数量,提升芯片的电性能。

为实现本实用新型的目的,本实用新型提供了如下的技术方案:

第一方面,本实用新型提供了一种芯片封装结构,包括基板和设置在所述基板上的多个第一凸点和多个第二凸点,多个所述第一凸点呈多行多列的排布,多个所述第二凸点也呈多行多列的排布,每相邻两行所述第一凸点之间设有一行所述第二凸点,每相邻两列所述第一凸点之间设有一列所述第二凸点。

一种实施方式中,每一行所述第二凸点到相邻两行所述第一凸点的间隔距离相等,和/或,每一列所述第二凸点到相邻两列所述第二凸点的间隔距离相等。

一种实施方式中,所述基板上开设有呈横截面为圆形的多个通孔,每个所述通孔位于所述第一凸点和所述第二凸点周围,且所述通孔的直径小于相邻两行及相邻两列所述第一凸点的间隔距离。

一种实施方式中,所述通孔的圆心位于每一行的多个所述第一凸点或多个所述第二凸点的几何中心点的连线上。

一种实施方式中,所述通孔的数量小于所述第一凸点和所述第二凸点的数量之和。

一种实施方式中,所述基板包括相背的第一表面和第二表面,所述第一凸点和所述第二凸点均设于所述第一表面,所述通孔贯穿所述第一表面和所述第二表面;所述芯片封装结构还包括多个第一连接结构和多个第二连接结构,所述第一连接结构和所述第二连接结构均填充对应的所述通孔并在所述第一表面延伸,每个所述第一连接结构连接一行的多个所述第一凸点,每个所述第二连接结构连接一行的多个所述第二凸点。

一种实施方式中,所述第一连接结构包括第一镂空空间,所述第二连接结构包括第二镂空空间,所述第一凸点位于所述第一镂空空间,所述第二凸点位于所述第二镂空空间,其中,所述第一镂空空间的四周封闭,和/或,所述第二镂空空间的四周封闭。

一种实施方式中,所述第一凸点和所述第二凸点均呈椭圆形,所述第一凸点和所述第二凸点的椭圆形的长轴方向均与行方向一致,所述第一镂空空间和所述第二镂空空间的四周均封闭。

一种实施方式中,所述芯片封装结构还包括多个球垫,多个所述球垫均设置在所述第二表面,每个所述球垫与所述第一连接结构或所述第二连接结构连接,所述球垫背向所述基板的一侧用于与锡球连接。

第二方面,本申请还提供了一种芯片,包括芯片本体和第一方面各种实施方式中任一项所述的芯片封装结构,所述芯片本体与多个所述第一凸点和多个所述第二凸点连接。

第三方面,本申请还提供了一种电子设备,包括第二方面的芯片。

通过设置第一凸点和第二凸点的整体为非阵列排布,即每相邻两行第一凸点之间设有一行第二凸点,每相邻两列第一凸点之间设有一列第二凸点,相对于传统的阵列排布,相同的行间隔和列间隔下,能使得第一凸点和第二凸点之间的空间增大,在满足开设通孔的空间基础上,可以在基板上设置更多行和更多列的第一凸点和第二凸点,从而可以使得芯片本体与更多的第一凸点和第二凸点连接,从而提升芯片电性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种实施方式的芯片封装结构的结构示意图;

图2是一种实施方式的芯片封装结构的结构示意图;

图3是一种实施方式的芯片封装结构的剖视结构示意图;

图4是一种实施方式的芯片封装结构的结构示意图;

图5是一种实施方式的芯片封装结构的结构示意图。

附图标记说明

10-基板,11-第一表面,12-第二表面;

21-第一凸点,22-第二凸点;

31-第一连接结构,311-填充部,312-延伸部,315-第一镂空空间,32-第二连接结构,325-第二镂空空间,33-球垫,35-通孔,38-过渡结构;

40-芯片本体;

50-绝缘保护层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图,对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1和图2,其中,图1和图2仅是局部结构示意,申请实施例提供一种芯片封装结构,包括基板10和设置在基板10上的多个第一凸点21和多个第二凸点22。多个第一凸点21呈多行多列的排布,多个第二凸点22也呈多行多列的排布,每相邻两行第一凸点21之间设有一行第二凸点22,每相邻两列第一凸点21之间设有一列第二凸点22。

具体的,基板10可为热塑性树脂材料,其只作为承载基础,本身并不导电,第一凸点21和第二凸点22均为金属材质,具有导电性,用于传输电信号,即多个第一凸点21用于向芯片本体40传输电源信号,多个第二凸点22用于向芯片本体40传输地信号。第一凸点21和第二凸点22的数量可以相等,第一凸点21的行数和第二凸点22的行数可以相等,第一凸点21的列数和第二凸点22的列数也可以相等。

本实施例的多个第一凸点21和多个第二凸点22各自可以为阵列排布,但第一凸点21和第二凸点22的整体为非阵列排布,即并不是以一个第一凸点21或第二凸点22为基础进行阵列而形成。从另一个角度来说,多个第一凸点21和多个第二凸点22既不同行也不同列地排布,按行来说,是一行第一凸点21,一行第二凸点22,再一行第一凸点21的顺序依次交替的排布;按列来说,是一列第一凸点21,一列第二凸点22,再一列第一凸点21的顺序依次交替的排布。与第一凸点21和第二凸点22的整体为阵列排布的区别在于,按列来说,阵列排布是一列第一凸点21和相邻的一列第二凸点22位于同一列中,而本申请的一列第一凸点21和相邻的一列第二凸点22位于不同的列中。

由于第一凸点21和第二凸点22的电信号需要通过通孔35(在后文中有详细描述,此处按下不表)填充的金属传输过来,在基板10上开设通孔35需要占据一定的空间,本实施例通过设置第一凸点21和第二凸点22的整体为非阵列排布,即每相邻两行第一凸点21之间设有一行第二凸点22,每相邻两列第一凸点21之间设有一列第二凸点22,相对于传统的阵列排布,相同的行间隔和列间隔下,能使得第一凸点21和第二凸点22之间的空间增大,在满足开设通孔35的空间基础上,可以在基板10上设置更多行和更多列的第一凸点21和第二凸点22,从而可以使得芯片本体40与更多的第一凸点21和第二凸点22连接,从而提升芯片电性能。

可选的,每一行第二凸点22到相邻两行第一凸点21的间隔距离相等。换而言之,其中一行第二凸点22位于与之相邻的两行第一凸点21的行间距的中间位置,如此可使得第一凸点21和第二凸点22的多行呈等间距的间隔设置,使得第一凸点21和第二凸点22在行上均匀的分布,使得基板10上按行可均匀的开设通孔35。

可选的,每一列第二凸点22到相邻两列第二凸点22的间隔距离相等。换而言之,其中一列第二凸点22位于与之相邻的两列第一凸点21的列间距的中间位置,如此可使得第一凸点21和第二凸点22的多列呈等间距的间隔设置,使得第一凸点21和第二凸点22在列上均匀的分布,使得基板10上按列可均匀的开设通孔35。

当第一凸点21和第二凸点22在行上和列上均为均匀的分布,即同时满足每一行第二凸点22到相邻两行第一凸点21的间隔距离相等,以及每一列第二凸点22到相邻两列第二凸点22的间隔距离相等时,使得多个第一凸点21和多个第二凸点22的多行多列可以排列的更为紧密,在基板10上可以排列更多的行和列,从而增加更多的第一凸点21和第二凸点22,提升芯片电性能。

一种实施例中,请参考图1和图2,基板10上开设有多个通孔35,每个通孔35位于第一凸点21和第二凸点22周围,且通孔35的直径小于相邻两行及相邻两列第一凸点21的间隔距离。

本实施例中,开设通孔35的目的是为了在通孔35内填充金属,以传输电信号给第一凸点21和第二凸点22。通孔35一般是机械加工而成,其横截面形状为圆形。通孔35的直径尺寸需要满足一定条件,避免通孔35占用第一凸点21和第二凸点22的位置造成虚位,本实施例以第一凸点21为参照进行限定。其他实施例中,当以第二凸点22为参照进行限定时,通孔35的直径也应小于相邻两行及相邻两列第二凸点22的间隔距离。当第一凸点21和第二凸点22在行上和列上均为均匀的分布时,一个通孔35应当在周围环绕有四个凸点,即行上的两个凸点(两个凸点均为第一凸点21或第二凸点22)和列上的两个凸点(两个凸点均为第二凸点22或第一凸点21),并且,通孔35到行上的两个凸点的间隔距离相等,到列上的两个凸点的间隔距离也相等。

进一步的,通孔35的圆心应当位于每一行的行中心线上,其中行中心线是指每一行的多个第一凸点21或多个第二凸点22的几何中心点的连线。如此设置,可使得通孔35填充的金属按行连接多个第一凸点21或多个第二凸点22,而减少对相邻的行的空间的占用,一行的多个凸点同时通过通孔35填充的金属连接,便于批量的进行电信号的传输。

可选的,通孔35的数量小于第一凸点21和第二凸点22的数量之和。由于每一行上的多个第一凸点21或多个第二凸点22均需要通过通孔35填充的金属进行电性连接,因此,每一行均需要开设通孔35,又由于基板10本身结构强度的要求,通孔35的数量不能太多,否则破坏基板10的结构强度,故设置通孔35的数量相较于第一凸点21和第二凸点22的数量之和更少些,在满足电性连接的基础上,又能保证基板10的结构强度。以第一凸点21的一行为例,假设一行第一凸点21的数量为20个,则该行的通孔35的数量可以为2-15个,部分通孔35可以依次相邻设置,部分通孔35又可以相距较远的设置。第二凸点22的一列也可以参照此设置即可,不再赘述。多行多列的多个第一凸点21和第二凸点22的整体的多个通孔35可以为无规律的离散性排布,也可以呈现一定的规律排布,例如,多个通孔35呈多列排布,通孔35的列的数量少于第一凸点21或第二凸点22的列数。

一种实施例中,请参考图3至图5,其中,图4和图5仅是局部结构示意,基板10包括相背的第一表面11和第二表面12,第一凸点21和第二凸点22均设于第一表面11,通孔35贯穿第一表面11和第二表面12。通孔35可以为圆柱形孔或圆锥台形孔,当通孔35为圆锥台形孔时,前文中的通孔35的直径尺寸是指通孔35在第一表面11处的横截面尺寸。

本实施例的芯片封装结构还包括多个第一连接结构31和多个第二连接结构32。第一连接结构31和第二连接结构32均填充对应的通孔35并在第一表面11延伸。每个第一连接结构31连接一行的多个第一凸点21,每个第二连接结构32连接一行的多个第二凸点22。

具体的,第一连接结构31和第二连接结构32的结构可大致相同,以第一连接结构31为例进行详细说明,第二连接结构32可参照。第一连接结构31包括填充部311和延伸部312,填充部311填充在通孔35内,延伸部312与填充部311连接,延伸部312位于第一表面11与一行的多个第一凸点21连接。填充部311和延伸部312可以为一体成型的一体式结构,其材质可均为铜。电流经填充部311流到延伸部312而传输给第一凸点21,实现电信号的传输。通过第一连接结构31填充通孔35并延伸到第一表面11与一行的多个第一凸点21连接的方式实现电信号的传输,结构简单,容易实现。并且,根据前文已述,对于一行而言,通孔35的数量相较于第一凸点21更少,故可以通过较少的填充部311实现较多的第一凸点21的电信号传输,简化电信号传输的结构。

进一步的,请参考图4和图5,第一连接结构31包括第一镂空空间315,第二连接结构32包括第二镂空空间325,第一凸点21位于第一镂空空间315,第二凸点22位于第二镂空空间325,其中,第一镂空空间315的四周封闭,和/或,第二镂空空间325的四周封闭。

以第一镂空空间315为例,第二镂空空间325可参照。具体的,请参考图4,一种实施例中,一些行中,第一镂空空间315呈自第一连接结构31的边沿向内延伸的凹槽状,第一镂空空间315的凹槽的一个侧壁与第一凸点21连接,换而言之,这些行中的第一镂空空间315的四周未封闭,而是有一侧(即第一连接结构31的边沿)开口;另一些行中,第一镂空空间315呈在第一连接结构31中部开设的方形孔状,第一镂空空间315的方形孔的相对的两个侧壁分别与第一凸点21的两端连接,换而言之,这些行中的第一镂空空间315的四周封闭。

其他实施例中,第一镂空空间315的所有行均为未封闭而具有开口,或者,所有行均为封闭状。

一种实施例中,请参考图1和图4,第一凸点21和第二凸点22均呈椭圆形,第一凸点21和第二凸点22的椭圆形的长轴方向均与列方向一致。本实施例中,第一凸点21在列上的一端或两端与第一连接结构31连接,从而使得在一些行中,第一镂空空间315未封闭,另外一些行中,第一镂空空间315封闭。

一种实施例中,请参考图2和图5,第一凸点21和第二凸点22均呈椭圆形,第一凸点21和第二凸点22的椭圆形的长轴方向均与行方向一致。本实施例中,在所有行中,第一镂空空间315和第二镂空空间325的四周均封闭。相比于图4的实施例,本实施例的第一凸点21和第二凸点22相当于旋转90°,第一凸点21在行方向上的两端与第一连接结构31连接,如此设置,可以进一步的缩减行间距,在基板10上可以设置更多行,进而进一步提升电性能。

其他实施例中,可不限制第一凸点21和第二凸点22的形状,也不限制第一镂空空间315和第二镂空空间325是否封闭,可根据具体情况进行设置。

一种实施例中,请参考图3,芯片封装结构还包括多个球垫33,多个球垫33均设置在第二表面12,每个球垫33与第一连接结构31或第二连接结构32连接,球垫33背向基板10的一侧用于与锡球(图中未示出)连接。本实施例中,球垫33可以和第一连接结构31或第二连接结构32为一体式结构,两者材质相同,均用于传输电信号。

一种实施例中,基板10的第一表面11和/或第二表面12还可设绝缘层,绝缘保护层50可以为绿漆,绝缘保护层50设置在多个第一凸点21和多个第二凸点22的外周,以及在球垫33的周围,用于保护基板10并绝缘,避免第一凸点21和第二凸点22,以及第一连接结构31和第二连接结构32受到外界的其他电信号干扰。

一种实施例中,在第一凸点21与第一连接结构31,以及第二凸点22与第二连接结构32之间还可设过渡结构38,过渡结构38用于使得第一凸点21和第一连接结构31的连接,以及第二凸点22和第二连接结构32的连接更为稳定,如图4所示,该过渡结构38(图4中未示出)可以一端与第一凸点21连接,另一端与第一连接结构31连接,形成类似桥接的结构。

请参考图1至图5,本申请还提供一种芯片,该芯片包括芯片本体40和前述实施例中的芯片封装结构,芯片本体40与多个第一凸点21和多个第二凸点22连接。本申请的芯片可以为工业用的各种芯片,也可以为消费用的各种芯片。具体而言,该芯片可以为5g通信用芯片、计算芯片、存储芯片、发光芯片等。

本申请的芯片,通过设置第一凸点21和第二凸点22的整体为非阵列排布,即每相邻两行第一凸点21之间设有一行第二凸点22,每相邻两列第一凸点21之间设有一列第二凸点22,相对于传统的阵列排布,相同的行间隔和列间隔下,能使得第一凸点21和第二凸点22之间的空间增大,在满足开设通孔35的空间基础上,可以在基板10上设置更多行和更多列的第一凸点21和第二凸点22,从而可以使得芯片本体40与更多的第一凸点21和第二凸点22连接,从而提升芯片电性能。

本申请实施例还提供一种电子设备,包括前述实施例的芯片。本实施例的电子设备可以为工业领域的设备,也可以为消费领域的设备。具体而言,该电子设备可以为5g通信设备,如基站等,也可以为电子计算机、智能手机、可穿戴设备等。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施方式而已,当然不能以此来限定本实用新型之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施方式的全部或部分流程,并依本实用新型权利要求所作的等同变化,仍属于实用新型所涵盖的范围。

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