一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法与流程

本发明属于混合集成电路，涉及一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法。

背景技术：

1、目前针对裸芯片的多芯片集成是以混合集成电路的技术进行的，通常的混合集成电路的结构形式是以金属或陶瓷作为外壳，内部有基板，基板表面或其内部有导带线用于电信号的连接和传输，基板表面上安装所需的ic芯片，基板多为陶瓷类。这种形式的混合集成电路有以下不足；1)相对裸芯片其封装的外形尺寸体积较大，封装效率不高(ic芯片硅面积/封装体积)，一般最高集成度20％左右；2)电路成本上没有优势，金属外壳和陶瓷外壳都需要专门的厂家生产，有技术门槛，成本高、供货周期长，基板也是需要专业厂家生产，同样有生产成本和生产周期的问题，而pcb相对来说是成熟的技术，有许多的生产商，生产成本相对陶瓷基板较低；3)金属外壳封装的电路引出脚的形式多为针式，引脚数量较少，不适合复杂电路模块多引脚的需求，不适应目前系统集成模块的要求；4)大规模裸芯片集成难度大、成本高，目前，大规模集成电路裸芯片多为bga形式，需采用倒装焊工艺进行集成，工艺难度大，集成成本较高；5)热设计难度大，高功耗器件散热困难，金属陶瓷封装多为单腔体设计，所有器件集成在一个腔体内，热量较为集中，少数多腔体管壳也因金属陶瓷材料传热性能较好，无法有效进行热设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中混合集成电路中多芯片的集成封装尺寸过大，并且封装效率不高的问题，提供一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，包括以下步骤：

4、将pcb基板的载板层和槽体层烧结在一起，载板层内部设置有布线层，槽体层中央镂空，形成腔体；

5、将bga器件焊接在pcb基板的载板层上，将无源器件焊接在bga器件外周的载板层上；

6、将裸芯片焊接在腔体内，裸芯片通过键合丝与导带线电连接；

7、腔体内组装完成芯片后，使用腔体盖板将腔体密封。

8、本发明的进一步改进在于：

9、所述pcb基板下表面开设的腔体面积为12.5x12.5 mm2，腔体深度为1.25mm。

10、所述裸芯片通过有机胶粘接或再流焊焊接在腔体中，裸芯片的键合采用硅铝丝或金丝。

11、所述腔体的四周设置有凹台，将腔体盖板放置在凹台上进行密封。

12、所述bga器件为fpga器件，封装为fcfbga 484，尺寸为19mm×19mm×2mm。

13、所述fpga器件焊接在pcb基板上，其焊球直径为0.45mm，焊球间距为0.8mm。

14、所述腔体外周的pcb基板上布置bag焊球作为引出脚。

15、所述bga焊球直径为0.6mm，bga焊球之间的间距为1.0mm。

16、所述裸芯片包括arm处理器、flash存储器和三极管。

17、所述无源器件包括片式电阻和片式电容。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明提出了一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，以pcb基板为主体，在上表面的载板层安装bga器件，在下表面的槽体层设置腔体，在腔体内部安装裸芯片并进行密封，实现了成品bga器件与裸芯片的高密度混合集成，实现了多种器件形式的集成，有效的解决了大规模器件与裸芯片的高密度集成问题，提高了电路结构在工作过程中的可靠性和稳定性。

技术特征：

1.一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述pcb基板下表面开设的腔体面积为12.5x12.5mm2，腔体深度为1.25mm。

3.如权利要求1所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述裸芯片通过有机胶粘接或再流焊焊接在腔体中，裸芯片的键合采用硅铝丝或金丝。

4.如权利要求1所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述腔体的四周设置有凹台，将腔体盖板放置在凹台上进行密封。

5.如权利要求1所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述bga器件为fpga器件，封装为fcfbga 484，尺寸为19mm×19mm×2mm。

6.如权利要求5所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述fpga器件焊接在pcb基板上，其焊球直径为0.45mm，焊球间距为0.8mm。

7.如权利要求1所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述腔体外周的pcb基板上布置bag焊球作为引出脚。

8.如权利要求7所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述bga焊球直径为0.6mm，bga焊球之间的间距为1.0mm。

9.如权利要求1所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述裸芯片包括arm处理器、flash存储器和三极管。

10.如权利要求1所述的一种基于pcb的裸芯片与成品器件混合封装方法，其特征在于，所述无源器件包括片式电阻和片式电容。

技术总结
本发明公开了一种基于PCB的裸芯片与成品器件混合封装方法，将PCB基板的载板层和槽体层烧结在一起，载板层内部设置有布线层，槽体层中央镂空，形成腔体；将BGA器件焊接在PCB基板的载板层上，将无源器件焊接在BGA器件外周的载板层上；将裸芯片焊接在腔体内，裸芯片通过键合丝与导带线电连接；腔体内组装完成芯片后，使用腔体盖板将腔体密封。以PCB基板为主体，在上表面的载板层安装BGA器件，在下表面的槽体层设置腔体，在腔体内部安装裸芯片并进行密封，实现成品BGA器件与裸芯片的高密度混合集成，实现多种器件形式的集成，有效解决了大规模器件与裸芯片的高密度集成问题，提高了电路结构在工作过程中的可靠性和稳定性。

技术研发人员：李梦琳,郑东飞,郭清军,张现顺,赵国良
受保护的技术使用者：西安微电子技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15