CN111081695B - 一种可堆叠微电子封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可堆叠微电子封装结构，包括:基板，所述基板上端面固定连接有堆叠架。通过堆叠架的设置，当芯片组堆叠安装到堆叠架内部时，将芯片组插入堆叠架内，使芯片组与电性连接架电性相接通，然后再通过下侧一个电性连接架底部设置的电性连接棒，使芯片组与基板相接通，然后再将固定机构插入到纵向插槽内部，使芯片组得到限位固定作用，从而使本芯片堆叠封装结构无需使用贴片胶即可将第一芯片和第二芯片及基板之间得到稳固的连接，有效避免了现有芯片堆叠封装结构在热处理的过程中或者在使用的过程中因遇到较高的热量而使得胶液溢出及堆叠芯片松动破裂的现象，提高了本芯片堆叠封装结构的使用寿命。

Description

一种可堆叠微电子封装结构
技术领域
本发明属于微电子封装技术领域，更具体地说，特别涉及一种可堆叠微电子封装结构。
背景技术
现代便携式电子产品对微电子封装提出了更高的要求，其对更轻、更薄、更小、高可靠性、低功耗的不断追求推动微电子封装朝着密度更高的三维封装方式发展。芯片堆叠封装是一种得到广泛应用的三维封装技术，叠层封装不但提高了封装密度同时也减小了芯片之间的互连导线长度，从而提高了器件的运行速度，而且通过叠层封装还可以实现器件的多功能化。
例如申请号：201610037319.0本发明是有关于一种多芯片堆叠封装结构及其制造方法，该多芯片封装结构包括：一基板，包括多个电性连接垫；一第一芯片，其一下表面黏贴于该基板上；一第二芯片，是以交叉错位方式黏贴于该第一芯片的一上表面上；一间隔件，是以与该第二芯片交叉错位方式设置于第二芯片的一上表面上；以及一第三芯片，是以与该间隔件交叉错位方式设置于该间隔件的一上表面上，使得该第三芯片的一端与该间隔件的一端形成一第一间距。由此，改变打线受力点的位置，以降低打线时芯片断裂的风险。。
基于上述专利的检索，以及结合现有技术中的设备发现，目前的芯片堆叠封装结构，一般都是通过贴片胶将两个堆叠的芯片及基板之间进行粘接。而现有的芯片堆叠封装结构在实际的应用过程中还存在以下不足，如：1、由于芯片堆叠封装结构在热处理的过程中或者在使用的过程中都会遇到较高的热量，使得两个堆叠的芯片及基板之间的贴片胶发生热膨胀的现象，进而会导致胶液的溢出及堆叠芯片松动的现象，甚至会导致芯片的破裂，进而影响两个堆叠的芯片及基板之间的连接稳固性；2、现有的芯片堆叠封装结构芯片间一般通过多根金线或银线进行连接，而这些金线或银线在连接芯片时不仅非常混乱，且当维修更换其中一个芯片时拆卸非常的不便。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种可堆叠微电子封装结构，以解决现有的芯片堆叠封装结构在实际的应用过程中还存在以下不足，如：1、由于芯片堆叠封装结构在热处理的过程中或者在使用的过程中都会遇到较高的热量，使得两个堆叠的芯片及基板之间的贴片胶发生热膨胀的现象，进而会导致胶液的溢出及堆叠芯片松动的现象，甚至会导致芯片的破裂，进而影响两个堆叠的芯片及基板之间的连接稳固性；2、现有的芯片堆叠封装结构芯片间一般通过多根金线或银线进行连接，而这些金线或银线在连接芯片时不仅非常混乱，且当维修更换其中一个芯片时拆卸非常的不便的问题。
本发明一种可堆叠微电子封装结构的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
一种可堆叠微电子封装结构，包括基板，所述基板上端面固定连接有堆叠架，所述堆叠架还包括横向插槽、限位卡块、散热片、散热口和纵插滑槽，所述堆叠架内部左右两侧面均开设有两个所述横向插槽，且堆叠架内部前侧成左右对称状开设有穿过横向插槽的两个所述纵插滑槽，所述堆叠架左右两端面与基板上端面间均呈矩形阵列状设有十个所述散热片，堆叠架左右两端面均呈矩形阵列状开设有与内部相通的十六个所述散热口，所述堆叠架上端面前侧成左右对称状设有两组所述限位卡块；所述堆叠架内部后侧面呈矩形阵列状等距离固定连接有三个所述电性连接架，所述电性连接架还包括电性连接棒和纵向连接块，三个所述电性连接架之间通过纵向连接块固定相连接，且每个所述电性连接架底部均设有七根所述电性连接棒，下侧一个所述电性连接架底部设有的七根所述电性连接棒与七个所述第一电性连接垫紧密相接触，且上侧的两个所述电性连接架上的电性连接棒均通过设于纵向连接块内部的导线与下侧的一个所述电性连接架上的电性连接棒为普通电性连接；所述堆叠架内部横向插接有芯片组，且堆叠架内部前侧纵向插接有固定机构；所述堆叠架后端面开设有与其内部相通的两个矩形滑口，且两个矩形滑口内均滑动连接有一个所述辅助拆卸机构；所述基板通过电性连接架与芯片组为普通电性连接。
进一步的，所述基板还包括第一电性连接垫和焊球，所述基板内部上端设有七个所述第一电性连接垫，且基板内部底端设有焊球，每个所述第一电性连接垫上端面到基板上端面之间的距离均占每个所述第一电性连接垫厚度的六分之一，且每个所述第一电性连接垫上端面中心部位均开设有一个球面凹槽；
进一步的，所述散热片其形状设置为梯形状，且散热片底端面与基板上端面固定相连接，所述纵插滑槽宽度占横向插槽宽度的二分之一，且纵插滑槽深度与横向插槽深度相一致；
进一步的，所述固定机构还包括限位柱、辅助提块和矩形通口，所述固定机构上端设有限位柱，且固定机构前端面呈左右对称状开设有两个所述矩形通口，所述固定机构前端面中部还设有辅助提块，当所述固定机构与堆叠架处于安装状态时，限位柱左右两端分别与两组所述限位卡块相卡接；
进一步的，所述辅助拆卸机构还包括滑动壳和矩形缺口，所述辅助拆卸机构外部滑动连接有滑动壳，且滑动壳固定连接在堆叠架后端面上，所述滑动壳上端面后侧中部开设有贯穿滑动壳的矩形缺口，所述辅助拆卸机构厚度与第一芯片和第二芯片厚度均相等，且每个所述辅助拆卸机构与其相邻的一个芯片上端面均处于同一水平面；
进一步的，所述芯片组还包括第一芯片、第二芯片和第二电性连接垫，所述第一芯片和第二芯片内部上端均设有七个所述第二电性连接垫，所述第一芯片和第二芯片均插接在横向插槽内，当所述第一芯片和第二芯片插接在横向插槽内时，所述第一芯片和第二芯片上的七个所述第二电性连接垫分别与基板上的七个所述第一电性连接垫垂直相对应，所述第一芯片和第二芯片上的第二电性连接垫上端面四边棱角均设为圆弧倒角，且所述第一芯片和第二芯片上的第二电性连接垫上端面中心部位开设有球面凹槽；
进一步的，所述电性连接棒底端面其形状设置为半球面，且其半球面直径与第一电性连接垫和第二电性连接垫上端面开设的球面凹槽直径相一致；
进一步的，当所述芯片组与电性连接架处于安装状态时，第一芯片和第二芯片上的七个所述第二电性连接垫上开设的球面凹槽分别与上侧两个所述电性连接架底部设有的七根所述电性连接棒底端半球面紧密相接触。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
通过堆叠架的设置，当芯片组堆叠安装到堆叠架内部时，将芯片组插入堆叠架内，使芯片组与电性连接架电性相接通，然后再通过下侧一个电性连接架底部设置的电性连接棒，使芯片组与基板相接通，然后再将固定机构插入到纵向插槽内部，使芯片组得到限位固定作用，从而使本芯片堆叠封装结构无需使用贴片胶即可将第一芯片和第二芯片及基板之间得到稳固的连接，有效避免了现有芯片堆叠封装结构在热处理的过程中或者在使用的过程中因遇到较高的热量而使得胶液溢出及堆叠芯片松动破裂的现象，提高了本芯片堆叠封装结构的使用寿命。
通过电性连接架与基板的配合，由于下侧一个电性连接架底部的电性连接棒与基板上的第一电性连接垫紧密相接触，故当第一芯片和第二芯片插接到堆叠架内部时，无需通过多根金线或银线即可将第一芯片、第二芯片和基板相接通，从而使第一芯片、第二芯片和基板之间连接的线路不会出现混乱现象，且当需要维修更换第一芯片或第二芯片时，只需将固定机构拔出，然后再将需要维修更换的第一芯片或第二芯片从堆叠架内拔出维修更换即可，有效提高了本芯片堆叠封装结构维修更换芯片时的便捷性。
附图说明
图1是本发明的轴视结构示意图。
图2是本发明的去掉固定机构后结构示意图。
图3是本发明的图2中A处局部放大结构示意图。
图4是本发明的拆分状态下结构示意图。
图5是本发明的图4中B处局部放大结构示意图。
图6是本发明的去掉固定机构和芯片组后结构示意图。
图7是本发明的俯视结构示意图。
图8是本发明的图7中C-C处局部剖视结构示意图。
图9是本发明的基板结构示意图。
图10是本发明的芯片组结构示意图。
图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
1、基板；101、第一电性连接垫；102、焊球；2、堆叠架；201、横向插槽；202、限位卡块；203、散热片；204、散热口；205、纵向插槽；3、固定机构；301、限位柱；302、辅助提块；303、矩形通口；4、辅助拆卸机构；401、滑动壳；402、矩形缺口；5、芯片组；501、第一芯片；502、第二芯片；503、第二电性连接垫；6、电性连接架；601、电性连接棒；602、纵向连接块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如附图1至附图10所示：
本发明提供一种可堆叠微电子封装结构，包括有：基板1上端面固定连接有堆叠架2，堆叠架2还包括横向插槽201、限位卡块202、散热片203、散热口204和纵插滑槽205，堆叠架2内部左右两侧面均开设有两个横向插槽201，且堆叠架2内部前侧成左右对称状开设有穿过横向插槽201的两个纵插滑槽205，堆叠架2左右两端面与基板1上端面间均呈矩形阵列状设有十个散热片203，使堆叠架2具有较好的散热效果，同时更加稳固，堆叠架2左右两端面均呈矩形阵列状开设有与内部相通的十六个散热口204，进一步提高堆叠架2的散热效果，堆叠架2上端面前侧成左右对称状设有两组限位卡块202，散热片203其形状设置为梯形状，且散热片203底端面与基板1上端面固定相连接，纵插滑槽205宽度占横向插槽201宽度的二分之一，且纵插滑槽205深度与横向插槽201深度相一致，通过横向插槽201和纵插滑槽205的设置，从而便于芯片组5和固定机构3与堆叠架2的卡接；堆叠架2内部后侧面呈矩形阵列状等距离固定连接有三个电性连接架6，电性连接架6还包括电性连接棒601和纵向连接块602，三个电性连接架6之间通过纵向连接块602固定相连接，且每个电性连接架6底部均设有七根电性连接棒601，下侧一个电性连接架6底部设有的七根电性连接棒601与七个第一电性连接垫101紧密相接触，且上侧的两个电性连接架6上的电性连接棒601均通过设于纵向连接块602内部的导线与下侧的一个电性连接架6上的电性连接棒601为普通电性连接，电性连接棒601底端面其形状设置为半球面，且其半球面直径与第一电性连接垫101和第二电性连接垫503上端面开设的球面凹槽直径相一致，提高第二电性连接垫503与电性连接棒601之间的接触面积；堆叠架2内部横向插接有芯片组5，芯片组5还包括第一芯片501、第二芯片502和第二电性连接垫503，第一芯片501和第二芯片502内部上端均设有七个第二电性连接垫503，第一芯片501和第二芯片502均插接在横向插槽201内，当第一芯片501和第二芯片502插接在横向插槽201内时，第一芯片501和第二芯片502上的七个第二电性连接垫503分别与基板1上的七个第一电性连接垫101垂直相对应，第一芯片501和第二芯片502上的第二电性连接垫503上端面四边棱角均设为圆弧倒角，使第一芯片501和第二芯片502在卡接时更加轻松，且第一芯片501和第二芯片502上的第二电性连接垫503上端面中心部位开设有球面凹槽，从而使第一芯片501和第二芯片502上的第二电性连接垫503与电性连接棒601之间接触更加紧密；堆叠架2内部前侧纵向插接有固定机构3，固定机构3还包括限位柱301、辅助提块302和矩形通口303，固定机构3上端设有限位柱301，且固定机构3前端面呈左右对称状开设有两个矩形通口303，固定机构3前端面中部还设有辅助提块302，使固定机构3向上拔出时更加方便，当固定机构3与堆叠架2处于安装状态时，限位柱301左右两端分别与两组限位卡块202相卡接，使固定机构3得到有效的限位固定作用；堆叠架2后端面开设有与其内部相通的两个矩形滑口，且两个矩形滑口内均滑动连接有一个辅助拆卸机构4；基板1通过电性连接架6与芯片组5为普通电性连接，基板1还包括第一电性连接垫101和焊球102，基板1内部上端设有七个第一电性连接垫101，且基板1内部底端设有焊球102，每个第一电性连接垫101上端面到基板1上端面之间的距离均占每个第一电性连接垫101厚度的六分之一，且每个第一电性连接垫101上端面中心部位均开设有一个球面凹槽。
其中，辅助拆卸机构4还包括滑动壳401和矩形缺口402，辅助拆卸机构4外部滑动连接有滑动壳401，且滑动壳401固定连接在堆叠架2后端面上，滑动壳401上端面后侧中部开设有贯穿滑动壳401的矩形缺口402，辅助拆卸机构4厚度与第一芯片501和第二芯片502厚度均相等，且每个辅助拆卸机构4与其相邻的一个芯片上端面均处于同一水平面，通过辅助拆卸机构4的设置，当第一芯片501和第二芯片502需要拆卸时，通过推动其后侧相对应的一个辅助拆卸机构4，即可轻松将第一芯片501和第二芯片502向前推出，有效提高了第一芯片501和第二芯片502拆卸维修更换时的便捷性。
其中，当芯片组5与电性连接架6处于安装状态时，第一芯片501和第二芯片502上的七个第二电性连接垫503上开设的球面凹槽分别与上侧两个电性连接架6底部设有的七根电性连接棒601底端半球面紧密相接触。
使用时：当第一芯片501和第二芯片502堆叠安装到堆叠架2内部时，依次将第一芯片501和第二芯片502插入堆叠架2内部开设的横向插槽201内，当第一芯片501和第二芯片502后端面与堆叠架2内部内侧前端面紧密相贴时，第一芯片501和第二芯片502上的第二电性连接垫503分别卡入上侧两个电性连接架6底部设置的电性连接棒601半球面上，从而使第一芯片501和第二芯片502均与电性连接架6电性相接通，然后再通过下侧一个电性连接架6底部设置的电性连接棒601，使第一芯片501和第二芯片502均与基板1相接通，然后再将固定机构3插入到纵向插槽205内部，然后通过限位卡块202将限位柱301卡住，从而使固定机构3将堆叠架2内部的第一芯片501和第二芯片502限位固定住，从而完成第一芯片501和第二芯片502堆叠工作，从而使本芯片堆叠封装结构无需使用贴片胶即可将第一芯片501和第二芯片502及基板1之间得到稳固的连接，有效避免了现有芯片堆叠封装结构在热处理的过程中或者在使用的过程中因遇到较高的热量而使得胶液溢出及堆叠芯片松动破裂的现象，提高了本芯片堆叠封装结构的使用寿命；
通过电性连接架6与基板1的配合，由于下侧一个电性连接架6底部的电性连接棒601与基板1上的第一电性连接垫101紧密相接触，故当第一芯片501和第二芯片502插接到堆叠架2内部时，无需通过多根金线或银线即可将第一芯片501、第二芯片502和基板1相接通，从而使第一芯片501、第二芯片502和基板1之间连接的线路不会出现混乱现象，且当需要维修更换第一芯片501或第二芯片502时，只需将固定机构3拔出，然后再将需要维修更换的第一芯片501或第二芯片502从堆叠架2内拔出维修更换即可，有效提高了本芯片堆叠封装结构维修更换芯片时的便捷性。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种可堆叠微电子封装结构，其特征在于：包括基板（1），所述基板（1）上端面固定连接有堆叠架（2），所述堆叠架（2）还包括横向插槽（201）、限位卡块（202）、散热片（203）、散热口（204）和纵插滑槽（205），所述堆叠架（2）内部左右两侧面均开设有两个所述横向插槽（201），且堆叠架（2）内部前侧成左右对称状开设有穿过横向插槽（201）的两个所述纵插滑槽（205），所述堆叠架（2）左右两端面与基板（1）上端面间均呈矩形阵列状设有十个所述散热片（203），堆叠架（2）左右两端面均呈矩形阵列状开设有与内部相通的十六个所述散热口（204），所述堆叠架（2）上端面前侧成左右对称状设有两组所述限位卡块（202）；所述堆叠架（2）内部后侧面呈矩形阵列状等距离固定连接有三个电性连接架（6），所述电性连接架（6）还包括电性连接棒（601）和纵向连接块（602），三个所述电性连接架（6）之间通过纵向连接块（602）固定相连接，且每个所述电性连接架（6）底部均设有七根所述电性连接棒（601），下侧一个所述电性连接架（6）底部设有的七根所述电性连接棒（601）与七个第一电性连接垫（101）紧密相接触，且上侧的两个所述电性连接架（6）上的电性连接棒（601）均通过设于纵向连接块（602）内部的导线与下侧的一个所述电性连接架（6）上的电性连接棒（601）为普通电性连接；所述堆叠架（2）内部横向插接有芯片组（5），且堆叠架（2）内部前侧纵向插接有固定机构（3）；所述堆叠架（2）后端面开设有与其内部相通的两个矩形滑口，且两个矩形滑口内均滑动连接有一个辅助拆卸机构（4）；所述基板（1）通过电性连接架（6）与芯片组（5）为普通电性连接。
2.如权利要求1所述一种可堆叠微电子封装结构，其特征在于：所述基板（1）还包括第一电性连接垫（101）和焊球（102），所述基板（1）内部上端设有七个所述第一电性连接垫（101），且基板（1）内部底端设有焊球（102），每个所述第一电性连接垫（101）上端面到基板（1）上端面之间的距离均占每个所述第一电性连接垫（101）厚度的六分之一，且每个所述第一电性连接垫（101）上端面中心部位均开设有一个球面凹槽。
3.如权利要求1所述一种可堆叠微电子封装结构，其特征在于：所述散热片（203）其形状设置为梯形状，且散热片（203）底端面与基板（1）上端面固定相连接，所述纵插滑槽（205）宽度占横向插槽（201）宽度的二分之一，且纵插滑槽（205）深度与横向插槽（201）深度相一致。
4.如权利要求1所述一种可堆叠微电子封装结构，其特征在于：所述固定机构（3）还包括限位柱（301）、辅助提块（302）和矩形通口（303），所述固定机构（3）上端设有限位柱（301），且固定机构（3）前端面呈左右对称状开设有两个所述矩形通口（303），所述固定机构（3）前端面中部还设有辅助提块（302），当所述固定机构（3）与堆叠架（2）处于安装状态时，限位柱（301）左右两端分别与两组所述限位卡块（202）相卡接。
5.如权利要求1所述一种可堆叠微电子封装结构，其特征在于：所述辅助拆卸机构（4）还包括滑动壳（401）和矩形缺口（402），所述辅助拆卸机构（4）外部滑动连接有滑动壳（401），且滑动壳（401）固定连接在堆叠架（2）后端面上，所述滑动壳（401）上端面后侧中部开设有贯穿滑动壳（401）的矩形缺口（402），所述辅助拆卸机构（4）厚度与第一芯片（501）和第二芯片（502）厚度均相等，且每个所述辅助拆卸机构（4）与其相邻的一个芯片上端面均处于同一水平面。
6.如权利要求1所述一种可堆叠微电子封装结构，其特征在于：所述芯片组（5）还包括第一芯片（501）、第二芯片（502）和第二电性连接垫（503），所述第一芯片（501）和第二芯片（502）内部上端均设有七个所述第二电性连接垫（503），所述第一芯片（501）和第二芯片（502）均插接在横向插槽（201）内，当所述第一芯片（501）和第二芯片（502）插接在横向插槽（201）内时，所述第一芯片（501）和第二芯片（502）上的七个所述第二电性连接垫（503）分别与基板（1）上的七个所述第一电性连接垫（101）垂直相对应，所述第一芯片（501）和第二芯片（502）上的第二电性连接垫（503）上端面四边棱角均设为圆弧倒角，且所述第一芯片（501）和第二芯片（502）上的第二电性连接垫（503）上端面中心部位开设有球面凹槽。
7.如权利要求1所述一种可堆叠微电子封装结构，其特征在于：所述电性连接棒（601）底端面其形状设置为半球面，且其半球面直径与第一电性连接垫（101）和第二电性连接垫（503）上端面开设的球面凹槽直径相一致。
8.如权利要求6所述一种可堆叠微电子封装结构，其特征在于：当所述芯片组（5）与电性连接架（6）处于安装状态时，第一芯片（501）和第二芯片（502）上的七个所述第二电性连接垫（503）上开设的球面凹槽分别与上侧两个所述电性连接架（6）底部设有的七根所述电性连接棒（601）底端半球面紧密相接触。
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