CN111933623A - 一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构及方法，包括塑封层(1)、元器件(2)、基板层(3)、基板侧面焊盘(4)、焊球(5)、侧面引脚(6)、PCB板(7)。制作基板时在其侧面制作相应的焊盘，封装互连时根据封装体的具体尺寸及高度设计引脚尺寸，实现从基板侧面进行电信号的引出，可以提高IO密度，在多层封装互连时，根据封装结构的尺寸，采用本方法可以直接实现顶层基板信号与PCB的连接。本发明提出一种基于侧面pad结构的设计，将部分pad由基板背面布线移至基板侧面，单一产品可以增加IO密度，还可以解决多层基板之间跨层互连问题，同时为POP互连提供便捷方案。
Description
技术领域
本发明属于集成电路封装领域，尤其涉及一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构及方法。
背景技术
随着集成电路的功能越来越强、性能和集成度越来越高，以及新型的集成电路出现，封装技术在集成电路中扮演着越来越重要的角色，在整个电子系统的价值中所占的比例越来越大。同时，随着集成电路特征尺寸达到纳米级，晶体管向更高密度、更高的时钟频率发展，封装也向更高密度的方向发展。
随着集成电路引脚数越来越多，封装密度不断提高，基板上引脚数趋于饱和，要想增加基板引脚数，只能增加基板尺寸，这与集成电路微型化、轻量化的目的相悖。且传统基板类产品信号输出pad为2D平面式分布，IO密度有限，同时对于POP的应用受限，无法高效、灵活搭配。
发明内容
本发明实施例提供一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构及方法，将部分pad由基板背面布线移至基板侧面，解决现有集成电路封装IO密度有限的问题。
本发明实施例一方面提供一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构，包括：第一基板层3、第一焊盘4和第一侧面引脚6；其中，
第一基板层3的正面设置有元器件2，元器件2上覆盖有塑封层1，第一基板层3的背面设置有焊球5；
第一基板层3的侧面设置有至少一个第一焊盘4，第一焊盘4为凹槽状；第一焊盘4内设置有第一侧面引脚6。
可选的，所述第一基板层3通过设置在所述第一基板层3的背面的焊球5与PCB板7连接；
所述第一侧面引脚6的底部与所述第一基板层3的背面的焊球5底部在同一水平线上；所述第一侧面引脚6与所述PCB板7连接。
可选的，基于基板侧面焊盘的封装互连结构还包括：至少一层第二基板层8；其中，
各所述第二基板层8的正面均设置有元器件2，各所述第二基板层8的背面均设置有焊球5，各所述第二基板层8层叠在一起，放置在所述第一基板层3的背面，基板层与基板层之间通过焊球5支撑连接。
可选的，位于最底层的第二基板层8与PCB板7连接；
所述第一侧面引脚6的底部与位于最底层的第二基板层8的背面的焊球5底部在同一水平线上；所述第一侧面引脚6与所述PCB板7连接。
可选的，各所述第二基板层8的侧面设置有至少一个第二焊盘9，所述第二焊盘9为凹槽状，所述第二焊盘9内设置有第二侧面引脚10；
所述第二侧面引脚10连接任意两个基板层，或者所述第二基板层8与所述PCB板7。
可选的，第一侧面引脚6形状为如下中的任一种：
DIP、QFN、SOP或QFP。
本发明另一方面还提供一种基于基板侧面焊盘的封装互连方法，用于生成如上述第一方面中任一项的结构，该方法包括：
在第一基板层3的侧面设置至少一个第一焊盘4；
在第一基板层3的背面植球，设置焊球5；
在第一焊盘4设置第一侧面引脚6。
可选的，在第一焊盘4设置第一侧面引脚6，包括：
将两个引脚一体结构11对称装配在在第一焊盘4上；
沿引脚一体结构11的切割线进行切割；
其中，引脚一体结构11包括L型连接部和至少一个第一侧面引脚6，第一侧面引脚6的数量根据第一基板层3的两个相邻侧面上的第一焊盘4确定；
各第一侧面引脚6连接在连接部上，切割线用于将各第一侧面引脚6从连接部上切除。
可选的，在第一焊盘4设置第一侧面引脚6之前，该方法还包括：
在各第一焊盘4上涂覆焊膏，焊膏成分与第一基板层3植球时所用焊膏成分一致。
本发明在现有集成电路封装方法的基础上，设计了一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构及方法，解决了现有集成电路封装IO密度低，目前POP封装应用受限，无法高效、灵活搭配等问题。本发明中的结构简单，易于加工，本发明中提出一种基板侧面引脚一次性加工的方法，提高了制作效率，保证了引脚尺寸的一致性，易于操作实现，且本发明中的结构和思路可以应用于两层基板之间的互连，大大增加了IO引脚密度，还可以应用于非底层基板直接与PCB的互连，不经过中间基板的传递，降低了信号互相干扰的可能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的结构示意图一；
图2是图1中结构的封装示意图；
图3是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的结构示意图二；
图4是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的结构示意图三；
图5是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的结构示意图四；
图6是本发明提供的引脚一体结构示意图一；
图7是本发明提供的引脚一体结构示意图二；
图8是本发明提供的引脚一体结构示意图三；
附图标记说明：
1—塑封层； 2—元器件； 3—第一基板层；
4—第一焊盘； 5—焊球； 6—第一侧面引脚；
7—PCB板； 8—第二基板层； 9—第二焊盘；
10—第二侧面引脚； 11—引脚一体结构； 12—切割线。
具体实施方式
结合附图说明本发明的结构、制作、组装过程。
图1是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的结构示意图，结合图1，本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构，包括：第一基板层3、第一焊盘4和第一侧面引脚6；其中，
第一基板层3的正面设置有元器件2，元器件2上覆盖有塑封层1，第一基板层3的背面设置有焊球5；第一基板层3的侧面设置有至少一个第一焊盘4，第一焊盘4为凹槽状；第一焊盘4内设置有第一侧面引脚6。
在图1实施例基础上，图2是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的封装示意图，结合图2，本发明基板侧面开槽制作焊盘，在基板侧面开槽，制造凹槽状焊盘，焊盘的数量级尺寸根据实际需求确定。第一基板层3通过设置在第一基板层3的背面的焊球5与PCB板7连接；第一侧面引脚6的底部与第一基板层3的背面的焊球5底部在同一水平线上；第一侧面引脚6与PCB板7连接。
在图1所示实施例的基础上，图3是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的结构示意图二；本发明还提供一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构，还包括：至少一层第二基板层8；其中，
各所述第二基板层8的正面均设置有元器件2，各所述第二基板层8的背面均设置有焊球5，各所述第二基板层8层叠在一起，放置在所述第一基板层3的背面，基板层与基板层之间通过焊球5支撑连接。
示例性的，图3示出了一种可能的适用于该结构的封装方式，结合图3，位于最底层的第二基板层8与PCB板7连接；第一侧面引脚6的底部与位于最底层的第二基板层8的背面的焊球5底部在同一水平线上；第一侧面引脚6与所述PCB板7连接本发明应用在顶层基板与PCB连接的结构及方法。本发明在顶层基板(第一基板层3)侧面开凹槽制成焊盘，采用本发明方法完成顶层或跨层基板与PCB的连接。
在图3所示结构的基础上，图4是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的结构示意图三，结合图4，各第二基板层8的侧面设置有至少一个第二焊盘9，第二焊盘9为凹槽状，第二焊盘9内设置有第二侧面引脚10。
其中，第二侧面引脚10连接任意两个基板层(如图4所示)，或者第二基板层8与PCB板7。
示例性的，图5是本发明提供的基于基板侧面焊盘的封装互连结构的结构示意图四，如图5所示，还可以将图3和图4中的侧面引脚连接方式应用于同一个封装互连结构。本发明应用在两层基板之间连接的结构及方法。在两层基板的侧面根据需求开相应尺寸的凹槽并制成焊盘，然后使用本方法完成两层基板之间的连接。
图6是本发明提供的引脚一体结构示意图一，图7是本发明提供的引脚一体结构示意图二，图8是本发明提供的引脚一体结构示意图三，结合图6-8说明本发明基板侧面引脚的结构。根据基板侧面凹槽状焊盘的数量级尺寸制作如图6所示的引脚，对于一层基板，制作如图6所示的引脚一体结构11。
本发明引脚的安装方法包括：首先在基板侧面及底面焊盘处涂覆焊膏，然后植球，将整体引脚从基板两边推进去，使引脚与焊盘形成良好配合，然后将植完焊球和装完整体引脚的结构与PCB焊盘对准，进行回流焊接。
本发明侧面引脚的最终切割方式为：回流焊接之后，沿着如图8所示的切割线12将多余的材料切除，只剩下连接到PCB的引脚，完成组装。
本发明提供的一种结构中，基板侧面制作了焊盘，焊盘为凹槽状，根据基板的厚度以及引出引脚数量的需求，设计焊盘的数量，基板的四个侧面均可以设计并制作焊盘。制作侧面引脚时，其底部与焊球底部在同一水平线上，每个焊盘不需要单独制作，根据基板侧面焊盘的数量及尺寸要求，制成如图6所示的整体结构，其材料为引脚所用的导电金属，如铜、铝、金等。封装时，首先将基板进行植球，与PCB形成装配，然后将图6所示的整体结构从两边推进去，使引脚与基板侧面焊盘进行装配，然后进行回流焊接，焊接完之后顺着切割线进行切割，形成基板侧面与PCB的连接。
本发明中所述的基板侧面的焊盘为凹槽状，其尺寸必须与基板侧面引脚的尺寸形成很好的配合，在组装之前，需要在焊盘涂覆焊膏，焊膏成分需要与基板植球时所用焊膏成分保持一致，这样方便后续一次性回流焊接。
本发明中所述的基板侧面引出引脚形状可以为多种形式，如DIP，QFN，SOP，QFP等，不局限于本发明示意图中所显示的这种结构。
本发明中所述的基板侧面引出引脚制作成图6所示的整体结构，涂覆焊膏后，从基板两边将图6所示整体结构推进去进行安装，回流焊接后采用特定方法沿着切割线将多余部分去除，形成基板侧面引脚与基板一一对应连接。
本发明中所述的的结构及思路还可以应用于两层基板之间的互连，大大增加了IO引脚密度。
本发明中所述的结构及思路还可以应用于非底层基板直接与PCB的互连，不经过中间基板的传递，降低了信号互相干扰的可能。
本发明具有的有益效果是：本发明在现有集成电路封装方法的基础上，设计了一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构及方法，解决了现有集成电路封装IO密度低，目前POP封装应用受限，无法高效、灵活搭配等问题。本发明中的结构简单，易于加工，本发明中提出一种基板侧面引脚一次性加工的方法，提高了制作效率，保证了引脚尺寸的一致性，易于操作实现，且本发明中的结构和思路可以应用于两层基板之间的互连，大大增加了IO引脚密度，还可以应用于非底层基板直接与PCB的互连，不经过中间基板的传递，降低了信号互相干扰的可能。
Claims (9)
1.一种基于基板侧面焊盘的封装互连结构，其特征在于，包括：第一基板层(3)、第一焊盘(4)和第一侧面引脚(6)；其中，
所述第一基板层(3)的正面设置有元器件(2)，所述元器件(2)上覆盖有塑封层(1)，所述第一基板层(3)的背面设置有焊球(5)；
所述第一基板层(3)的侧面设置有至少一个第一焊盘(4)，所述第一焊盘(4)为凹槽状；所述第一焊盘(4)内设置有第一侧面引脚(6)。
2.根据权利要求1所述的基于基板侧面焊盘的封装互连结构，其特征在于，所述第一基板层(3)通过设置在所述第一基板层(3)的背面的焊球(5)与PCB板(7)连接；
所述第一侧面引脚(6)的底部与所述第一基板层(3)的背面的焊球(5)底部在同一水平线上；所述第一侧面引脚(6)与所述PCB板(7)连接。
3.根据权利要求1所述的基于基板侧面焊盘的封装互连结构，其特征在于，还包括：至少一层第二基板层(8)；其中，
各所述第二基板层(8)的正面均设置有元器件(2)，各所述第二基板层(8)的背面均设置有焊球(5)，各所述第二基板层(8)层叠在一起，放置在所述第一基板层(3)的背面，基板层与基板层之间通过焊球(5)支撑连接。
4.根据权利要求3所述的基于基板侧面焊盘的封装互连结构，其特征在于，位于最底层的第二基板层(8)与PCB板(7)连接；
所述第一侧面引脚(6)的底部与位于最底层的第二基板层(8)的背面的焊球(5)底部在同一水平线上；所述第一侧面引脚(6)与所述PCB板(7)连接。
5.根据权利要求3或4所述的基于基板侧面焊盘的封装互连结构，其特征在于，各所述第二基板层(8)的侧面设置有至少一个第二焊盘(9)，所述第二焊盘(9)为凹槽状，所述第二焊盘(9)内设置有第二侧面引脚(10)；
所述第二侧面引脚(10)连接任意两个基板层，或者所述第二基板层(8)与所述PCB板(7)。
6.根据权利要求1所述的基于基板侧面焊盘的封装互连结构，其特征在于，所述第一侧面引脚(6)形状为如下中的任一种：
DIP、QFN、SOP或QFP。
7.一种基于基板侧面焊盘的封装互连方法，用于生成如权利要求1-6中任一项所述的结构，其特征在于，所述方法包括：
在所述第一基板层(3)的侧面设置至少一个第一焊盘(4)；
在所述第一基板层(3)的背面植球，设置焊球(5)；
在所述第一焊盘(4)设置第一侧面引脚(6)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述第一焊盘(4)设置第一侧面引脚(6)，包括：
将两个引脚一体结构(11)对称装配在在所述第一焊盘(4)上；
沿所述引脚一体结构(11)的切割线进行切割；
其中，所述引脚一体结构(11)包括L型连接部和至少一个第一侧面引脚(6)，所述第一侧面引脚(6)的数量根据所述第一基板层(3)的两个相邻侧面上的第一焊盘(4)确定；
各所述第一侧面引脚(6)连接在所述连接部上，所述切割线用于将各所述第一侧面引脚(6)从所述连接部上切除。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述第一焊盘(4)设置第一侧面引脚(6)之前，所述方法还包括：
在各所述第一焊盘(4)上涂覆焊膏，所述焊膏成分与所述第一基板层(3)植球时所用焊膏成分一致。
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2020
- 2020-06-29 CN CN202010607233.3A patent/CN111933623B/zh active Active
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