一种具有数字信号隔离电路芯片的电路板及封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字信号隔离电路，具体涉及一种采用倒装封装技术(Flip-Chip)的具有数字信号隔离电路芯片的电路板及封装方法。
【背景技术】
[0002]数字信号隔离芯片是一种可以实现输入与输出分别供电，且两端信号完全隔离的芯片，现在已经广泛的应用到了军用电子系统和航空航天电子设备当中，尤其是一些应用环境比较恶劣的场合。隔离芯片不仅可以消除噪声，还可以保护器件(或人)免受高电压的危害。随着数字电路和通信产业的飞速发展，数字隔离芯片也将得到更广泛的应用。
[0003]现今集成电路芯片尺寸越来越小，而电子产品和电子系统的小型化要依赖先进电子封装技术的进步。各类封装方法朝着更高的密度、更强的功能、更优的性能、更小的体积等方面发展。市面上多用引线键合的方法将管芯与基板互连在一起。而高密度电子封装正朝着小型化、高I/O密度、更好的散热性和高的可靠性方向发展，传统引线键合技术已经无法满足要求。
[0004]市面上常用倒装焊的方法解决大面积芯片之间的互连问题，而小型芯片依然使用传统的引线键合的方法。尤其是在数字信号隔离电路中，普遍采用引线键合的互连方法。如申请号为:200880015420.X的中国专利“射频耦合的数字隔离器”。但是在键合引线上会寄生电阻、电容、电感，同时芯片内空腔会引发放电，耐压特性较低。
【发明内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]本发明的目的在于，提供一种的具有数字信号隔离电路芯片的电路板及封装方法，在数字信号隔离电路中运用倒装焊封装技术，可以大大减少键合互连带来的问题，提高芯片可靠性。
[0007]( 二)技术方案
[0008]本发明提供一种具有数字信号隔离电路芯片的电路板，包括基板及一个或多个数字信号隔离电路芯片，其中，数字信号隔离电路芯片通过倒装焊的方式封装在基板之上。
[0009]本发明还提供一种数字信号隔离电路芯片的封装方法，用于将数字信号隔离电路芯片封装在基板之上，方法包括:
[0010]SI，将多个焊球凸点固定在数字信号隔离电路芯片的多个焊点上，其中每个焊球凸点固定在一个焊点上；
[0011]S2，在基板上滴注一层助焊剂；
[0012]S3，将数字信号隔离电路芯片上的焊球凸点对准所述基板上的焊盘倒扣，加热回流，使焊球凸点与所述焊盘固定；
[0013]S4，在数字信号隔离电路芯片与所述基板之间的空隙处注入底部填充胶，并对该底部填充胶加热，使其固化。
[0014](三)有益效果
[0015]本发明具有以下优点:
[0016]1、采用倒装焊封装技术将数字信号隔离电路芯片封装在基板上，倒装焊的封装方法由于互连线较短，更有利于高频高速的数字信号隔离电路芯片所使用，同时芯片内部空腔体积减小，避免了空腔放电现象，并大幅度地增强数字信号隔离芯片的耐压特性，芯片互连线占用空间较小，安装密度更高，增加了单位面积内的I/O数量，较单根引线为单位的键合互连来讲，生产效率高，降低了批量封装的成本；
[0017]2、芯片和基板之间填充有底部填充胶(Underfill)，可以很好的解决因芯片与多层共烧陶瓷基板由于热膨胀系数不匹配而产生的应力问题，相比于气体而言，底部填充胶固化后成为固体将会拥有更好的耐压特性，提高芯片的可靠性，并增强倒装芯片的结构性能，防止芯片受潮、离子污染、辐射等不利影响，同时能提升焊球凸点的热疲劳寿命。
【附图说明】
[0018]图1A是本发明实施例提供的具有数字信号隔离电路芯片的电路板的俯视图。
[0019]图1B是本发明实施例提供的具有数字信号隔离电路芯片的电路板的正视图。
[0020]图2A?2D本发明实施例提供的数字信号隔离电路芯片的封装方法的过程图。
【具体实施方式】
[0021]本发明提供一种具有数字信号隔离电路芯片的电路板，包括基板及至少一个数字信号隔离电路芯片，其中，数字信号隔离电路芯片通过倒装焊的方式封装在基板之上。在数字信号隔离电路中运用倒装焊封装技术，可以大大减少键合互连带来的问题，提高芯片可靠性。
[0022]根据本发明的一种实施方式，数字信号隔离电路芯片的表面设有多个焊点，基板的表面设有与焊点一一对应的焊盘，多个焊点通过多个焊球凸点与焊盘固定连接，以使数字信号隔离电路芯片固定在基板之上。
[0023]根据本发明的一种实施方式，数字信号隔离电路芯片与基板之间的空隙处，填充有底部填充胶，底部填充胶可以由环氧树脂、球型氧化硅、固化剂促进剂等其他材料组成。
[0024]根据本发明的一种实施方式，基板的边缘设有封口环。
[0025]根据本发明的一种实施方式，基板的下端设有多个引脚。
[0026]根据本发明的一种实施方式，数字信号隔离电路芯片包括电路芯片和变压器芯片，或者是电路部分与变压器部分集成为一片芯片。电路芯片(部分)和变压器芯片(部分)是采用CMOS工艺、BICMOS工艺、MEMS工艺或其他工艺的芯片，电路芯片可以是编码电路芯片或解码电路芯片。
[0027]根据本发明的一种实施方式，基板为多层共烧陶瓷基板，其包括高温共烧陶瓷(HTCC)和低温共烧陶瓷(LTCC)。
[0028]本发明还提供一种数字信号隔离电路芯片的封装方法，用于将数字信号隔离电路芯片封装在基板之上，方法依次包括如下步骤:
[0029]SI，将多个焊球凸点固定在数字信号隔离电路芯片的多个焊点上，其中每个焊球凸点固定在一个焊点上；
[0030]S2，在基板上滴注一层助焊剂；
[0031]S3，将数字信号隔离电路芯片上的焊球凸点对准基板上的焊盘倒扣，加热回流，使焊球凸点与焊盘固定；
[0032]S4，在数字信号隔离电路芯片与基板之间的空隙处注入底部填充胶，并对该底部填充胶加热，使其固化。
[0033]根据本发明的一种实施方式，在步骤SI之前，还包括:
[0034]在数字信号隔离电路芯片上制作多个焊点，在基板上制作与焊点一一对应的焊盘。
[0035]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0036]图1A是本发明实施例提供的具有数字信号隔离电路芯片的电路板的俯视图，图1B是本发明实施例提供的具有数字信号隔离电路芯片的电路板的正视图。请结合图1A和图1B，电路板包括数字隔离信号电路芯片100、焊球凸点200、焊点201、焊盘202、底部填充胶203、多层共烧陶瓷基板300、封口环301、外金属引脚302组成，其中数字隔离信号电路芯片100包括电路芯片与变压器芯片，数字信号隔离电路芯片100通过倒装焊的方式封装在多层共烧陶瓷基板300之上，数字信号隔离电路芯片100的表面设有多个焊点201，多层共烧陶瓷基板300的表面设有与焊点一一对应的焊盘202，多个焊点201通过多个焊球凸点200与焊盘202固定连接，以使数字信号隔离电路芯片100固定在多层共烧陶瓷基板300之上。在数字信号隔离电路芯片100与多层共烧陶瓷基板300之间的空隙处，填充有底部填充胶203 ;多层共烧陶瓷基板300的边缘设有封口环301 ;多层共烧陶瓷基板300的下端设有多个外金属引脚302。
[0037]图2A?2D本发明实施例提供的数字信号隔离电路芯片的封装方法的过程图，如图2A?2D所示，方法包括:
[0038]S0，图中未示出，在数字信号隔离电路芯片100上制作多个焊点201，在多层共烧陶瓷基板300上制作与焊点201——对应的焊盘202 ；
[0039]SI，如图2A所示，将多个焊球凸点200固定在数字信号隔离电路芯片的多个焊点201上，其中每个焊球凸点200固定在一个焊点201上；
[0040]S2，如图2B所示，在多层共烧陶瓷基板300上滴注一层助焊剂400 ；
[0041]S3，如图2C所示，将数字信号隔离电路芯片100上的焊球凸点200对准基板300上的焊盘202倒扣，通过加热，使焊球凸点200与焊盘202固定，然后将助焊剂400去除；
[0042]S4，如图2D所示，在数字信号隔离电路芯片100与基板300之间的空隙处注入底部填充胶203，并对该底部填充胶加热，使其固化。
[0043]综上所述，本发明在数字信号隔离电路中运用倒装焊封装技术，可以大大减少键合互连带来的问题，提高芯片可靠性。
[0044]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有数字信号隔离电路芯片的电路板，其特征在于，包括基板及至少一个数字信号隔离电路芯片，其中，所述数字信号隔离电路芯片通过倒装焊的方式封装在所述基板之上。2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述数字信号隔离电路芯片的表面设有多个焊点，所述基板的表面设有与所述焊点一一对应的焊盘，所述多个焊点通过多个焊球凸点与所述焊盘固定连接，以使所述数字信号隔离电路芯片固定在所述基板之上。3.根据权利要求2所述的电路板，其特征在于，所述数字信号隔离电路芯片与所述基板之间的空隙处，填充有底部填充胶。4.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述基板的边缘设有封口环。5.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述基板的下端设有多个引脚。6.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述数字信号隔离电路芯片包括电路芯片和变压器芯片。7.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述基板为多层共烧陶瓷基板，其包括高温共烧陶瓷和低温共烧陶瓷。8.一种数字信号隔离电路芯片的封装方法，用于将所述数字信号隔离电路芯片封装在基板之上，其特征在于，该封装方法包括依次进行的如下步骤: SI，将多个焊球凸点固定在所述数字信号隔离电路芯片的多个焊点上，其中每个焊球凸点固定在一个焊点上； S2，在所述基板上滴注一层助焊剂； S3，将所述数字信号隔离电路芯片上的焊球凸点对准所述基板上的焊盘倒扣，加热回流，使所述焊球凸点与所述焊盘固定； S4，在所述数字信号隔离电路芯片与所述基板之间的空隙处注入底部填充胶，并对该底部填充胶加热，使其固化。9.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于，在所述步骤SI之前，还包括: 在所述数字信号隔离电路芯片上制作多个焊点，在所述基板上制作与所述焊点一一对应的焊盘。10.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于，所述底部填充胶包括环氧树脂、球型氧化硅及固化剂促进剂。
【专利摘要】本发明公开了一种具有数字信号隔离电路芯片的电路板及封装方法，包括基板及一个或多个数字信号隔离电路芯片，其中，数字信号隔离电路芯片通过倒装焊的方式封装在基板之上。在数字信号隔离电路中运用倒装焊封装技术，可以大大减少键合互连带来的问题，提高芯片可靠性。
【IPC分类】H01L23/488, H01L21/60, H01L23/485
【公开号】CN105206591
【申请号】CN201510548683
【发明人】张峰, 汪鑫悦, 屈操, 李金良
【申请人】中国科学院自动化研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月31日