一种总线控制微电路集成模块的制作方法

本发明属于混合集成电路，涉及一种总线控制微电路集成模块。

背景技术：

1、武器系统总线通讯控制根据型号要求采用不同的方式，采用的器件亦不同，模块的功能性能决定了所选用的元器件，某些bga器件内部的芯片已是超大规模的ic芯片，直接用此芯片与其它裸芯片进行混合集成组装工艺难度大，而且多个大规模ic芯片的集成其所需的面积也大，会导致电路模块在工作过程中的可靠性降低等问题。

2、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。

3、综上所述，现有技术的总线控制微电路集成模块存在对芯片封装效率不高，体积大，成本高，功耗低，技术难度较大以及采用金属陶瓷封装引脚数量较少不适用于复杂电路模块的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种总线控制微电路集成模块，有效解决了多引脚、大功耗的bga器件与多个大规模ic芯片集成难度大、散热效率低、可靠性低的问题，实现小体积、高密度，满足了军用质量要求，降低了生产成本，简化了技术难度，实现了复杂多功能电子系统的集成模块化。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种总线控制微电路集成模块，包括，

4、pcb基板，裸芯片，成品bga器件和表贴元器件；

5、所述pcb基板的内部开设有腔体，所述裸芯片嵌入在pcb基板的腔体中，所述pcb基板的下表面四周设置有引脚，所述裸芯片与引脚键合连接；所述pcb基板的内部设置有多层导带，所述裸芯片上的pad与pcb基板上的导带通过键合工艺相连；所述成品bga器件和表贴元器件焊接在pcb基板的上表面。

6、优选的，所述pcb基板包括载板层和槽体层，所述载板层内部设置有导带，所述载板层的上表面用于焊接bga成品器件和表贴元器件；所述槽体层上设置有腔体。

7、优选的，所述槽体层上设置有过孔，且与pcb基板下表面焊盘连接，焊盘与引脚通过焊接方式进行相连。

8、优选的，所述pcb基板的上表面设置有bga焊盘，用于焊接成品bga器件。

9、优选的，还包括盖板，所述盖板设置在腔体上，实现对腔体的密封。

10、优选的，所述pcb基板的下表面上设置有凹台，用于盖板的定位及粘接。

11、优选的，所述引脚采用bga形式。

12、优选的，通过硅铝丝或金丝键合工艺，将芯片上的pad与pcb基板上的导带相连。

13、优选的，所述腔体内的导带表面上涂覆有一层镀金。

14、优选的，所述盖板与pcb基板的材质相同。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

16、本发明属于混合集成电路，涉及裸芯片、混合集成工艺、混合集成电路封装等，该总线控制微电路集成模块以pcb为基板，基板内部有腔体，放置裸芯片，提高了封装效率和集成度，pcb基板的下表面四周设置有引脚，引脚与pcb基板焊接连接，裸芯片与引脚键合连接，增加了引脚是数量，满足了复杂电路模块多引脚的需求；通过pcb基板的内部设置有多层导带，裸芯片上的pad与pcb基板上的导带通过键合工艺相连；成品bga器件和表贴元器件焊接在pcb基板的上表面，有效解决了多引脚、大功耗的bga器件与多个大规模ic芯片集成难度大、散热效率低、可靠性低的问题，实现小体积、高密度，满足了军用质量要求，降低了生产成本，简化了技术难度，实现了复杂多功能电子系统的集成模块化。

17、进一步，本发明是一款小型化的高密度高可靠性的总线控制模块，模块以arm处理器和fpga控制器为核心构建，外加配置flash、dc/dc和时序控制电路集成为一体的总线控制模块，其中，arm处理器、flash是裸芯片，阻容元件均是表贴元器件，fpga控制器是bga成品器件，实现了元器件全部国产化，实现多种总线协议的总线控制微模块，具备数据采集与信息调度控制功能，有效的应用在军用领域模块电路中，填补了行业的空白；

18、进一步，本发明通过pcb基板包括载板层和槽体层，载板层和槽体层通过铜浆烧结工艺进行连接；载板层内部设置有导带，载板层的上表面用于焊接bga成品器件和表贴元器件；槽体层上设置有腔体，解决了现有技术中所有器件集成在一个腔体内，热量较为集中，导致热设计难度大，高功耗器件散热困难的问题。

19、进一步，本发明微系统集成模块的结构有三层，依次是微小bga器件、多层基板、基板密封腔体内含裸芯片，以及bga引出，满足了军用质量要求，降低了生产成本，简化了技术难度，实现了复杂多功能电子系统的集成模块化。

技术特征：

1.一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，包括，

2.根据权利要求1所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，所述pcb基板(1)包括载板层和槽体层，所述载板层和槽体层通过铜浆烧结工艺进行连接；所述载板层内部设置有导带，所述载板层的上表面用于焊接bga成品器件和表贴元器件(6)；所述腔体设置在槽体层上。

3.根据权利要求2所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，所述槽体层上设置有过孔，且与pcb基板(1)下表面焊盘连接，焊盘与引脚(5)通过焊接方式进行相连。

4.根据权利要求1所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，所述pcb基板(1)的上表面设置有bga焊盘，用于焊接成品bga器件(2)。

5.根据权利要求1所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，还包括盖板(4)，所述盖板(4)设置在腔体上，实现对腔体的密封。

6.根据权利要求5所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，所述pcb基板(1)的下表面上设置有凹台，用于盖板(4)的定位及粘接。

7.根据权利要求1所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，所述盖板(4)与pcb基板(1)的材质相同。

8.根据权利要求1所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，所述引脚(5)采用bga形式。

9.根据权利要求1所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，通过硅铝丝或金丝键合工艺，将裸芯片(3)上的pad与pcb基板(1)上的导带相连。

10.根据权利要求1所述的一种总线控制微电路集成模块，其特征在于，所述腔体内的导带表面上涂覆有一层镀金。

技术总结
本发明公开了一种总线控制微电路集成模块，包括，PCB基板，裸芯片，成品BGA器件和表贴元器件；所述PCB基板的内部开设有腔体，所述裸芯片嵌入在PCB基板的腔体中，所述PCB基板的下表面四周设置有引脚，所述裸芯片与引脚键合连接；所述PCB基板的内部设置有多层导带，所述裸芯片上的pad与PCB基板上的导带通过键合工艺相连；所述成品BGA器件和表贴元器件焊接在PCB基板的上表面。有效解决了多引脚、大功耗的BGA器件与多个大规模IC芯片集成难度大、散热效率低、可靠性低的问题，实现小体积、高密度，满足了军用质量要求，降低了生产成本，简化了技术难度，实现了复杂多功能电子系统的集成模块化。

技术研发人员：李梦琳,郭清军,郑东飞,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：2024/1/14