芯片集成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体制造领域，特别是涉及一种音叉石英陀螺芯片与ASIC芯片的 集成方法，其中，还涉及一种音叉石英陀螺系统的异构集成方法，所述音叉石英陀螺系统应 用于惯性组合导航微系统领域。
【背景技术】
[0002] 音叉石英陀螺可用于定位、姿态控制和绝对方向测量，被广泛地应用于在军事、汽 车、医学和通信领域，尤其在卫星通讯天线、导弹制导、飞机、导弹飞行控制、GPS导航系统等 领域有广阔的应用前景。
[0003] 目前，音叉石英陀螺芯片的基材是石英、ASIC芯片的基材是硅，音叉石英陀 螺芯片形状是H形（如图1所示）尺寸为12mmX2.7mmX0.4mm，ASIC芯片的尺寸为 6. 6mmX6. 6mmX0. 3mm〇
[0004] 传统的音叉石英陀螺芯片与ASIC芯片集成，通常采用二维集成，即石英陀螺芯片 和ASIC芯片采用多芯片组装的方式，表贴在同一基板的表面，导致集成后的整个系统集成 度低、体积大；其中，二维集成的整个系统的尺寸为24mmX 24mmX 3. 3mm，集成度只有50 %， 不能满足体积小、集成度高的要求。然而，采用TSV芯片三维堆叠的方式，又不能实现石英 陀螺芯片与ASIC芯片的三维集成。
[0005] 因此，需要一种新的集成方式，来实现石英陀螺芯片与ASIC芯片集成。
【发明内容】
[0006] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种芯片集成方法，用于 解决现有技术中音叉石英陀螺芯片和ASIC芯片难异构集成的技术难题，避免了传统集成 方法构建的集成系统体积大、集成度低的问题。
[0007] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种芯片集成方法，适用于集成音 叉石英陀螺芯片和ASIC芯片，所述芯片集成方法至少包括：
[0008] Sl，提供一基板，将所述基板制作为含预设规格外形与内腔的LTCC基板；
[0009] S2,接着在所述ASIC芯片正面制作锡铅共晶焊料凸点；
[0010] S3,将所述音叉石英陀螺芯片粘接在所述LTCC基板的内腔；
[0011] S4,焊接所述音叉石英陀螺芯片的电极与所述基板之间的引线；
[0012] S5,根据锡铅共晶焊料凸点，倒扣焊接所述ASIC芯片与所述LTCC基板。
[0013] 如上所述，本发明的一种芯片集成方法，具有以下有益效果：
[0014] 本发明采用了多层LTCC基板内腔集成音叉石英陀螺芯片、在ASIC芯片正面制作 焊料凸点，并将其倒扣在集成有音叉石英陀螺芯片的多层LTCC基板上的集成工艺技术，实 现了音叉石英陀螺芯片与ASIC芯片的三维异构集成。首先，从根本上解决了音叉石英陀螺 芯片与ASIC芯片难异构集成的技术难题；其次，通过该方法不仅提高了整个石英陀螺集成 系统的集成度，集成度提高了 60%，还减小了整个系统的体积，体积减小了 70%。
【附图说明】
[0015] 图1显示为本发明实施例中的一种芯片集成方法流程图；
[0016] 图2显示为本发明实施例中的音叉石英陀螺芯片结构示意图；
[0017] 图3显示为本发明实施例中的第11层生瓷片冲孔和印刷后的剖面示意图；
[0018] 图4显示为本发明实施例中的第12至第20层生瓷片冲孔的剖面示意图；
[0019] 图5显示为本发明实施例中第12至第20层生瓷片填孔后的剖面示意图；
[0020] 图6显示为本发明实施例中第20层生瓷片表面导带和金焊盘印刷后的剖面示意 图；
[0021] 图7显示为本发明实施例中第20层生瓷片经过叠层、层压、烧结、裁切后的多层 LTCC基板剖面示意图；
[0022] 图8显示为本发明实施例中在图7芯片表面制作焊料凸点后的剖面示意图；
[0023] 图9显示为本发明实施例中音叉石英陀螺芯片与ASIC芯片集成后的剖面示意图。
[0024] 元件标号说明：
[0025] Sl~S5步骤，1、银导带，2、内腔孔，3、金键合区，4、通孔，5、外引出焊盘，6、倒扣焊 焊盘，7、内腔，8、衬底粘接区，9、基板，10、ASIC圆片，11、铜导带，12、介质层，13、锡铅共晶焊 料球，14、音叉石英陀螺芯片，15、绝缘胶，16、金丝。
【具体实施方式】
[0026] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0027] 请参阅图1至图9,需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明 本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其 组件布局型态也可能更为复杂。
[0028] 实施例1
[0029] 请参阅图1，为本发明实施例中的一种芯片集成方法的流程图，适用于集成音叉石 英陀螺芯片14和ASIC芯片，所述芯片集成方法至少包括：
[0030] Sl，提供一基板9,将所述基板9制作为含预设规格外形与内腔7的LTCC基板；
[0031] 其中，ASIC 芯片（Application Specific Integrated Circuit，特定用途集成电 路）一种为专门目的而设计的集成电路，LTCC基板为采用（low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷）技术获得的基板。
[0032] 所述LTCC基板的预设规格具体为：将所述基板9制作为层数为20层，外形尺寸为 1 BmmX 14_X 2_、内腔 7 尺寸为 1 3mmX 4mmX 1mm。
[0033] S2,接着在所述ASIC芯片正面制作锡铅共晶焊料凸点；
[0034] 其中，在所述ASIC芯片正面制作直径为150~180um、高度为120~150um的锡铅 共晶焊料凸点。
[0035] S3,将所述音叉石英陀螺芯片14粘接在所述LTCC基板的内腔7 ;
[0036] 其中，采用绝缘胶15将所述音叉石英陀螺芯片14粘接在所述LTCC基板的内腔7。
[0037] S4,焊接所述音叉石英陀螺芯片14的电极与所述基板9之间的引线；
[0038] 其中，采用金丝16球焊键合设备焊接所述音叉石英陀螺芯片14的电极与所述基 板9之间的引线，且金丝16的直径为25um。
[0039] S5,根据锡铅共晶焊料凸点，倒扣焊接所述ASIC芯片与所述LTCC基板。
[0040] 其中，所述根据锡铅共晶焊料凸点，采用倒扣焊设备倒扣焊接所述ASIC芯片与所 述基板9。
[0041] 在本实例中，通过在多层LTCC基板内腔7集成音叉石英陀螺芯片14、并且在ASIC 芯片正面制作焊料凸点，将其倒扣在集成有音叉石英陀螺芯片14的多层LTCC基板上，减小 了整个系统的体积，提高了整个系统的集成度。
[0042] 实施例2
[0043] 请参阅图2至图7,显示为本发明实施例中的音叉石英陀螺芯片14结构示意图和 LTCC基板的的结构示意图，其中，在本实施例中，优选的制作厚度为2mm且多层的LTCC基 板，其中，每个生瓷片的尺寸为150_X150_X0. 133_，每层生瓷片经过压层、烧结后的厚 度大概为〇. 1mm，将20层该生瓷片进行加工；LTCC基板腔体的深度为1mm，从下至上依次叠 加第一层至第二十层，将其中第十一层至第二十层的生瓷片进行内腔7处理，制作尺寸为 13mmX 4mm的内腔7孔2,且其中第一层至第十层的生瓷片，只需叠层