CN103633073A - 一种可拆卸、可组装的SiP封装结构 - Google Patents

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刘丽虹
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Abstract

本发明涉及一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，属于电子封装技术领域。它包括SiP母封装模块（1）和SiP子封装模块（2），所述SiP母封装模块（1）包括基板（1.1），所述基板（1.1）一侧设置有连接器（1.4），所述基板（1.1）正面包封有塑封料（1.5），所述SiP子封装模块（2）可嵌入SiP母封装模块（1）或从SiP母封装模块（1）拆卸出来。本发明一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，它对系统方案中的某些子模块可进行替换，拆卸子模块后母模块仍可以独立运作，易于简化系统方案，降低成本。

Description

一种可拆卸、可组装的SiP封装结构
技术领域
本发明涉及一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，属于电子封装技术领域。
背景技术
系统级封装（SiP，System in Package）是指将多个具有不同功能的有源与无源元件，以及诸如微机电系统（MEMS）、光学（Optics）元件等其他元件组合在同一封装中，成为可提供多种功能的单颗标准封装的组件，形成一个系统或子系统。系统级封装产品内大多集成多个芯片、无源元件等，通过引线键合或倒装芯片的方式将芯片的焊盘与基板上的焊盘连接起来，再通过基板上的电路线连接实现整个系统的电气连接，最后利用塑封料工艺将其塑封成一个整体密封产品。
由于目前系统级封装（SiP）产品大多一体成形（如图17所示），其所封装的系统方案较为固定，因此整个封装结构几乎没有太多的灵活性，加工成形后其SiP组合方案很难更改，较难实现灵活可拆卸、可组装的SiP封装形式。现在的电子产品竞争非常激烈，电子产品的灵活性与成本往往是市场决胜的关键，因此市场有时需要一种灵活的SiP封装形式。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，它对系统方案中的某些子模块可进行替换，拆卸子模块后母模块仍可以独立运作，易于简化系统方案，降低成本。
本发明的目的是这样实现的：一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，它包括SiP母封装模块和SiP子封装模块，所述SiP母封装模块包括基板，所述基板一侧设置有连接器，所述基板正面包封有塑封料，所述SiP子封装模块可嵌入SiP母封装模块或从SiP母封装模块拆卸出来。
所述连接器包括底板和密封盖，所述底板正面设置有弹性触片，所述底板背面设置有pin脚，所述弹性触片与底板背面的pin脚进行电气相连，所述SiP子封装模块插装于底板与密封盖之间。
所述SiP子封装模块包括基板，所述基板表面设置有pin脚，所述SiP子封装模块的pin脚与连接器的弹性触片实现电气连接，所述底板背面的pin脚与SiP母封装模块的基板上的焊盘焊接在一起，使SiP母封装模块和SiP子封装模块通过连接器实现电气接口的互连。
所述弹性触片端部设置有弹性触角，所述弹性触角加工成椭圆形或圆弧形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、对系统方案中的某些子模块可进行替换，这些可选择的SiP子模块可以是具有同一功能的不同芯片方案做成的SiP子模块，或具有不同功能的SiP子模块；
2、拆卸子模块后母模块仍可独立运作，易于简化系统方案，降低成本；
3、可拆卸的模块可以作为一个子封装系统独立使用；
4、采用密封连接器初始件，塑封过程中无需根据不同子模块的外形尺寸及安装位置外订制特制模具，最终达到了减少生产成本的目的。
附图说明
图1~图6为本发明一种可拆卸、可组装的SiP封装结构制造方法各工序的示意图。
图7为图6的A-A剖视图。
图8为本发明一种可拆卸、可组装的SiP封装结构的示意图。
图9为图8中SiP母封装体的结构示意图。
图10为连接器初始件的结构示意图。
图11为图10的B-B剖视图。
图12为图11的C-C剖视图。
图13为图11的D-D剖视图。
图14为SiP子封装模块的结构示意图。
图15、图16为SiP子封装模块的另外两种实施例的示意图。
图17为常规一体式SiP封装产品的示意图。
其中：
SiP母封装模块1
基板1.1
芯片1.2
被动元件1.3
连接器1.4
底板1.4.1
密封盖1.4.2
弹性触片1.4.3
塑封料1.5
SiP子封装模块2
基板2.1
Pin脚2.2。
具体实施方式
参见图8、图9，本发明一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，它包括SiP母封装模块1和SiP子封装模块2，所述SiP母封装模块1包括基板1.1，所述基板1.1上设置有芯片1.2和被动元件1.3，所述基板1.1一侧设置有连接器1.4，所述芯片1.2、被动元件1.3和连接器1.4外包封有塑封料1.5，所述SiP子封装模块2可嵌入SiP母封装模块1或从SiP母封装模块1拆卸出来。
参见图14~图16，所述SiP子封装模块2包括基板2.1，所述基板2.1表面设置有pin脚2.2，所述pin脚2.2利用SiP子封装模块2的基板2.1表面的铜皮加工而成，所述SiP子封装模块2可做成MicroSD、SIM、LGA等SiP封装形式。
整个封装方案的SiP子封装，由于也采用SiP封装工艺，可以使芯片厚度磨到50~70μm以内，采用型腔较薄的模具可以使子SiP子封装模块塑封部分厚度控制在250μm以内，且SiP子封装模块的pin脚是利用基板表面铜皮形成的平整接口，这样就可以有效地降低SiP子封装模块的整体厚度。
所述连接器1.4包括底板1.4.1和密封盖1.4.2，所述底板1.4.1正面设置有弹性触片1.4.3，所述底板1.4.1背面设置有pin脚，所述弹性触片1.4.3通过建立通孔的方式与底板1.4.1背面的pin脚进行电气相连，所述SiP子封装模块2插装于底板1.4.1与密封盖1.4.2之间，所述SiP子封装模块2的pin脚2.2与连接器1.4的弹性触片1.4.3实现电气连接，所述底板1.4.1背面的pin脚与SiP母封装模块1的基板1.1上的焊盘焊接在一起，使SiP母封装模块1和SiP子封装模块2通过连接器1.4实现电气接口的互连。
连接器由于采用弹性触角，具有一定的弹性空间，能将SiP子封装模块固定，并提供子模块与母模块的电气连接功能。连接器弹性触片的触角采用导电金属并具有弹性的材料，同时弹性触角可加工成椭圆形或圆弧形，避免模块嵌入、拆卸过程中造成pin脚划伤。
SiP子封装模块嵌入连接器时，通常距连接器密封腔留有一定的边距，向紧靠弹性触角的底部下压，由于触角的弹性作用，使整个SiP子封装模块嵌进母封装模块中，松手后，整个SiP子封装模块就卡在连接器的卡口内。如果要从连接器中取出SiP子封装模块，则用手指向紧靠弹性触角的底部下压，并向外移动整个SiP子封装模块，就可以使整个SiP子封装模块移出连接器的卡口。
设计SiP子封装模块时，将SiP子封装模块背面的pin脚中心线间距与连接器的触角中心线间距保持一致，这样可使SiP子封装模块pin脚与连接器弹性触角保持良好的接触。
如果子封装模块具有独立的子系统功能或母封装产品在没有子封装模块时也能运作时，子封装模块和母封装产品都可以独立使用。如果母封装具有多种不同功能且有接口一致的子封装模块可供选择使用时，可以使母封装产品的系统功能灵活变化，这样就给用户带来一定的灵活性，产生有较大的市场效益。
其制造方法如下：
步骤一、参见图1，取一SiP基板；
步骤二、参见图2，通过SMT的方式在SiP基板上贴装上被动元件和连接器初始件，连接器初始件贴装于SiP基板一侧；
参见图10~13，所述连接器初始件包括底板和密封盖，所述底板和密封盖之间形成密封腔，所述底板正面设置有弹性触片，所述底板背面设置有pin脚，所述弹性触片与pin脚之间通过在底板上建立通孔进行电镀铜柱的方式实现电气连接；
所述连接器初始件的安装位置使其密封盖内部密封腔超出单颗母封装体边距50μm；
步骤三、参见图3，在SiP基板正面装片区域进行装片打线；
步骤四、参见图4，对基板正面包封区域进行环氧树脂塑封；
步骤五、参见图5，通过切割方式将原本以阵列式集合体方式集成在一起并含有芯片的塑封体模块一颗颗独立开来，切割同时切除连接器初始件密封盖超出母模块的部分，使切割后的单颗母封装体露出连接器的密封腔，SiP子封装模块可以通过相适配的连接器装入或从连接器中拆卸出来；
步骤六、参见图6，将SiP子封装模块安装于切割后露出的母封装体的密封腔内。

Claims (4)

1.一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，其特征在于：它包括SiP母封装模块（1）和SiP子封装模块（2），所述SiP母封装模块（1）包括基板（1.1），所述基板（1.1）一侧设置有连接器（1.4），所述基板（1.1）正面包封有塑封料（1.5），所述SiP子封装模块（2）可嵌入SiP母封装模块（1）或从SiP母封装模块（1）拆卸出来。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，其特征在于：所述连接器（1.4）包括底板（1.4.1）和密封盖（1.4.2），所述底板（1.4.1）正面设置有弹性触片（1.4.3），所述底板（1.4.1）背面设置有pin脚，所述弹性触片（1.4.3）与底板（1.4.1）背面的pin脚进行电气相连，所述SiP子封装模块（2）插装于底板（1.4.1）与密封盖（1.4.2）之间。
3.根据权利要求2所述的一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，其特征在于：所述SiP子封装模块（2）包括基板（2.1），所述基板（2.1）表面设置有pin脚（2.2），所述SiP子封装模块（2）的pin脚（2.2）与连接器（1.4）的弹性触片（1.4.3）实现电气连接，所述底板（1.4.1）背面的pin脚与SiP母封装模块（1）的基板（1.1）上的焊盘焊接在一起，使SiP母封装模块（1）和SiP子封装模块（2）通过连接器（1.4）实现电气接口的互连。
4.根据权利要求2所述的一种可拆卸、可组装的SiP封装结构，其特征在于：所述弹性触片（1.4.3）端部设置有弹性触角，所述弹性触角加工成椭圆形或圆弧形。
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