CN105742274A - 芯片封装用垂直过渡连接器、基板结构及制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芯片封装用垂直过渡连接器、基板结构及制作方法，涉及芯片封装技术领域。本发明包括绝缘连接基体，绝缘连接基体内垂直方向至少设有一个导体孔，该导体孔内固定有实心导体柱，实心导体柱的上表面设有上焊盘，实心导体柱的下表面设有下焊盘。本发明具有尺寸小、成本低、互联密度高、能够提高装配效率和传输信号的频率的特点，制法简便，适合自动化、大批量、小型化生产应用。

Description

芯片封装用垂直过渡连接器、基板结构及制作方法
技术领域
本发明涉及芯片封装技术领域，尤其是一种芯片封装用垂直过渡连接器、基板结构及制作方法。
背景技术
当前，为适应小型化和多功能化发展，电子装备和器件都在向三维结构发展。对于三维结构的实现，芯片封装级技术手段很多且技术较为成熟，如芯片堆叠、芯片倒装、芯片键合（TSV工艺）等。对于尺寸稍大的模块和组件级产品，特别是射频/微波领域产品，现有垂直互联的技术手段还多有欠缺，或者尺寸大、装配效率低（如同轴线缆、绝缘子），或者价格昂贵、需压力固定（如毛纽扣），或者设计和加工成本高（如挠性印制板）。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种芯片封装用垂直过渡连接器、基板结构及制作方法，本发明具有尺寸小、成本低、互联密度高、能够提高装配效率和传输信号的频率的特点，制法简便，适合自动化、大批量、小型化生产应用。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种芯片封装用垂直过渡连接器，包括绝缘连接基体，绝缘连接基体内垂直方向至少设有一个导体孔，该导体孔内固定有实心导体柱，实心导体柱的上表面设有上焊盘，实心导体柱的下表面设有下焊盘。
进一步优选的技术方案，所述上焊盘为可键合镀层，该镀层满足键合工艺要求；所述的下焊盘为可焊接镀层，该镀层满足表贴回流焊接工艺要求。
进一步优选的技术方案，所述连接基体的外形结构为柱体。
进一步优选的技术方案，所述柱体为长方体或圆柱体。
进一步优选的技术方案，所述实心导体柱是在导体孔内填充导体浆料而形成的，也可孔壁金属化，中间填充绝缘材料形成。
进一步优选的技术方案，下焊盘为城堡形端子设计。
一种利用芯片封装用垂直过渡连接器连接的基板结构，包括上基板、下基板、盒体框架及若干芯片封装用垂直过渡连接器，上基板上设有若干用于芯片封装用垂直过渡连接器穿过的过孔，上基板配装于盒体框架的上表面，盒体框架上设有与上基板的过孔相对应的安装孔，下基板安装于盒体框架的下表面，芯片封装用垂直过渡连接器的下端面与下基板焊合，芯片封装用垂直过渡连接器的上端面与上基板的下表面平齐，同时，芯片封装用垂直过渡连接器的上端面与上基板电气联接。
一种利用芯片封装用垂直过渡连接器连接的基板结构的制作方法，包括以下步骤：
将贴装好的上基板装配至盒体框架的上表面；
将芯片封装用垂直过渡连接器采用两面贴装回流焊接工艺焊接至下基板上；
将下基板上的芯片封装用垂直过渡连接器的穿过盒体框架上对应的安装孔，并将下基板安装至盒体框架的下表面上；
用键合工艺连接上基板与芯片封装用垂直过渡连接器。
进一步优选的技术方案，上基板和下基板与盒体框架采用的配装方式为：螺钉安装、胶粘或焊接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明用高温共烧、低温共烧陶瓷或PCB板工艺制作，尺寸小、互联密度高、成本低、传输信号频率最高；采用常规的表贴回流焊和金丝键合工艺装配，成本低、装配效率高，非常适合大批量、自动化、小型化电子器件生产应用。
附图说明
图1是本发明一个实施例的俯视图；
图2是图1的仰视图；
图3是本发明基板结构示意图；
图中：1、上焊盘；2、连接基体；3、下焊盘；4、实心导体柱；5、上基板；6、下基板；7、盒体框架；8、安装孔；9、芯片封装用垂直过渡连接器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
芯片封装用垂直过渡连接器的结构参见图1、图2所示，包括绝缘连接基体2，绝缘连接基体2内垂直方向至少设有一个导体孔，该导体孔内固定有实心导体柱4，实心导体柱4的上表面设有上焊盘1，实心导体柱4的下表面设有下焊盘3。
其中，所述上焊盘1为可键合镀层，该镀层满足键合工艺要求；所述的下焊盘3为可焊接镀层，该镀层满足表贴回流焊接工艺要求。
进一步的说明，所述连接基体2的外形结构为柱体；所述柱体最好为长方体或圆柱体。
其中，所述实心导体柱4是在导体孔内填充导体浆料而形成的，导体浆料采用现有技术中导体浆料；也可孔壁金属化，中间填充绝缘材料形成。
其中，下焊盘3为城堡形端子设计。
一种利用芯片封装用垂直过渡连接器连接的基板结构，参见图3所示，包括上基板5、下基板6、盒体框架7及若干芯片封装用垂直过渡连接器9，上基板5上设有若干用于芯片封装用垂直过渡连接器9穿过的过孔，上基板5配装于盒体框架7的上表面，盒体框架7上设有与上基板5的过孔相对应的安装孔8，下基板6安装于盒体框架7的下表面，芯片封装用垂直过渡连接器9的下端面与下基板6焊合，芯片封装用垂直过渡连接器9的上端面与上基板5的下表面平齐，同时，芯片封装用垂直过渡连接器9的上端面与上基板5电气联接。
一种利用芯片封装用垂直过渡连接器连接的基板结构的制作方法，包括以下步骤：
将贴装好的上基板5装配至盒体框架7的上表面；
将芯片封装用垂直过渡连接器9采用两面贴装回流焊接工艺焊接至下基板6上；
将下基板6上的芯片封装用垂直过渡连接器9的穿过盒体框架7上对应的安装孔，并将下基板6安装至盒体框架7的下表面上；
用金丝键合工艺连接上基板5与芯片封装用垂直过渡连接器9。
其中，上基板5和下基板6与盒体框架7采用的配装方式为：螺钉安装、胶粘或焊接。
本发明采用高温共烧、低温共烧陶瓷或印刷电路板工艺实现。其中实心导体柱4的数量，是根据通过信号路数多少，设计不同数量的实心导体柱4。本发明表面采用镍或金镀层，连接器上表面的镀层满足金丝（铝丝或铜丝）键合工艺的要求，下表面的镀层满足表贴回流焊工艺的要求，通过金丝键合工艺与上基板连接（也可以采用铝丝或铜丝键合），下表面通过表贴回流焊工艺与下基板连接。采用这种装配成本低、装配效率高。
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，同时通过说明，本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
本发明所示的实施例中，导体孔设有3个，图1至图3是一个3路垂直过渡连接器的示意图，也可以根据需要设计更多路的连接器，例如可以设置1个、2个、4个、5个等多个导体孔，设计为两路、四路、五路等，相邻两焊盘的中心间距为标准SMT器件间距，其中，上表面的上焊盘1满足键合工艺要求，下表面的下焊盘3为标准表贴焊盘设计，满足标准回流工艺要求。
本发明适于射频/微波组件和模块之间的垂直连接，图3为本发明所述连接器的应用于两PCB印刷电路板之间的示意图。其组装过程如下：首先将贴装好的上基板5（即PCB印刷电路板）装配至盒体框架7的上表面，可以螺钉安装、胶粘或焊接；再采用两面贴装回流焊工艺将本发明及其它元器件焊接至下基板6（PCB印刷电路板）；将下基板6安装至盒体框架7的背面，可以螺钉安装、胶粘或焊接；本发明连接器穿于盒体框架7上预留的安装孔8内，其上表面与上基板5平齐；最后通过键合工艺将上基板5和连接器连接，从而实现上基板5与下基板6的电气垂直互联。
本发明采用高温共烧、低温共烧陶瓷或PCB板工艺制作，尺寸小，例如本发明连接基体可制成1.5×1.5mm的柱体，且制成多路连通，互联密度高、成本低，采用常规的表贴回流焊和键合工艺装配，成本低、装配效率高，非常适合大批量、自动化、小型化多功能电子器件生产应用。

Claims (9)

1.一种芯片封装用垂直过渡连接器，其特征在于，包括绝缘连接基体（2），绝缘连接基体（2）内垂直方向至少设有一个导体孔，该导体孔内固定有实心导体柱（4），实心导体柱（4）的上表面设有上焊盘（1），实心导体柱（4）的下表面设有下焊盘（3）。
2.根据权利要求1所述的芯片封装用垂直过渡连接器，其特征在于，所述上焊盘（1）为可键合镀层，该镀层满足键合工艺要求；所述的下焊盘（3）为可焊接镀层，该镀层满足表贴回流焊接工艺要求。
3.根据权利要求1所述的芯片封装用垂直过渡连接器，其特征在于，所述连接基体（2）的外形结构为柱体。
4.根据权利要求3所述的芯片封装用垂直过渡连接器，其特征在于，所述柱体为长方体或圆柱体。
5.根据权利要求1所述的芯片封装用垂直过渡连接器，其特征在于，所述实心导体柱（4）是在导体孔内填充导体浆料而形成的，也可孔壁金属化，中间填充绝缘材料形成。
6.根据权利要求1所述的芯片封装用垂直过渡连接器，其特征在于，下焊盘（3）为城堡形端子设计。
7.一种利用如权1-6中任一项芯片封装用垂直过渡连接器连接的基板结构，其特征在于，包括上基板（5）、下基板（6）、盒体框架（7）及若干芯片封装用垂直过渡连接器（9），上基板（5）上设有若干用于芯片封装用垂直过渡连接器（9）穿过的过孔，上基板（5）配装于盒体框架（7）的上表面，盒体框架（7）上设有与上基板（5）的过孔相对应的安装孔（8），下基板（6）安装于盒体框架（7）的下表面，芯片封装用垂直过渡连接器（9）的下端面与下基板（6）焊合，芯片封装用垂直过渡连接器（9）的上端面与上基板（5）的下表面平齐，同时，芯片封装用垂直过渡连接器（9）的上端面与上基板（5）电气联接。
8.一种利用芯片封装用垂直过渡连接器连接的基板结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
将贴装好的上基板（5）装配至盒体框架（7）的上表面；
将芯片封装用垂直过渡连接器（9）采用两面贴装回流焊接工艺焊接至下基板（6）上；
将下基板（6）上的芯片封装用垂直过渡连接器（9）的穿过盒体框架（7）上对应的安装孔，并将下基板（6）安装至盒体框架（7）的下表面上；
用键合工艺连接上基板（5）与芯片封装用垂直过渡连接器（9）。
9.根据权利8所述的利用芯片封装用垂直过渡连接器连接的基板结构的制作方法，其特征在于，上基板（5）和下基板（6）与盒体框架（7）采用的配装方式为：螺钉安装、胶粘或焊接。
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