CN117650104A - 芯片封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片封装结构，所述芯片封装结构包括：封装件、封装体和定位件，所述封装体包括第一封装体和第二封装体，所述第一封装体和所述第二封装体固定连接，且固定连接的所述第一封装体和所述第二封装体之间限定出封装所述封装件的封装空间；所述定位件包括定位配合的第一定位部和第二定位部，所述第一定位部设置在所述第一封装体上，所述第二定位部设置在所述第二封装体设上。根据本发明实施例的芯片封装结构，通过在第一封装体和第二封装体之间设置定位件，可以有利于使得第一封装体和第二封装体之间的位置较为稳定，从而不仅可以提高对封装空间的密封效果，还可以较好地对封装体进行保护，避免其产生损伤。

Description

芯片封装结构

技术领域

本发明涉及半导体芯片封装技术领域，尤其是涉及一种芯片封装结构。

背景技术

随着科技技术的不断发展，人们对消费类电子产品的需求也越来越高，电子产品中的存储芯片是一个关键的核心零部件，因而，对于此芯片的封装要求也越来越高，如体积小、容量大、功能性强等。相关技术中，对芯片的封装包括将芯片通过焊接的方式封装在壳体内，在焊接时壳体的盖体容易错位，从而影响焊接密封效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种芯片封装结构，所述芯片封装结构封装效果好，不易发生错位或者偏移。

根据本发明实施例的芯片封装结构包括：封装件；封装体，所述封装体包括第一封装体和第二封装体，所述第一封装体和所述第二封装体固定连接，且固定连接的所述第一封装体和所述第二封装体之间限定出封装所述封装件的封装空间；定位件，所述定位件包括定位配合的第一定位部和第二定位部，所述第一定位部设置在所述第一封装体上，所述第二定位部设置在所述第二封装体设上。

根据本发明实施例的芯片封装结构，通过在第一封装体和第二封装体之间设置定位件，可以有利于使得第一封装体和第二封装体之间的位置较为稳定，从而不仅可以提高对封装空间的密封效果，还可以较好地对封装体进行保护，避免其产生损伤。

另外，本发明的芯片封装结构还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述第一定位部包括定位槽，所述第二定位部包括定位块，所述定位块可活动地设置在所述第二封装体上，且具有与所述定位槽配合的锁止位置以及与所述定位槽分离的解锁位置。

在本发明的一些实施例中，所述第一封装体朝向所述第二封装体的表面为第一表面，所述第二封装体朝向所述第一封装体的表面为第二表面，所述第一定位部包括安装在所述第一表面的定位壳，所述定位壳具有朝向所述第一封装体的周向一侧开口的所述定位槽；所述第二封装体的所述第二表面朝向远离所述第一表面凹陷以构造出安装槽，所述定位块可活动地安装在所述安装槽内，所述定位壳适于伸入至所述安装槽内，以使所述定位块由所述开口伸入所述定位槽以与所述定位槽定位配合，或者所述定位块由所述开口伸出所述定位槽以与所述定位槽脱离配合。

在本发明的一些实施例中，所述第二定位部还包括连接于所述定位块和所述安装槽的槽壁之间的弹性件，所述弹性件用于使所述定位块保持在锁止位置。

在本发明的一些实施例中，所述弹性件为弹簧。

在本发明的一些实施例中，所述定位块朝向所述第一表面的侧面具有导向斜面，以在所述定位壳伸入所述安装槽时克服所述弹性件的弹力，使得所述定位壳沿所述导向斜面推动所述定位块至解锁位置，并且当所述定位壳伸入至所述安装槽内后，所述弹性件释能以使所述定位块由所述开口伸入所述定位槽以与所述定位槽定位配合。

在本发明的一些实施例中，所述定位件设置有多个，多个所述定位件分别设置在所述封装空间的两侧。

在本发明的一些实施例中，所述第一封装体为PCB板，所述封装件与所述PCB板电连接，所述PCB板的背离所述第二封装体的侧面设置有多个第一金属球，多个所述第一金属球以所述PCB板的侧面的正中心呈中心对称排布并铺满所述PCB板的侧面。

在本发明的一些实施例中，所述第一金属球为锡球。

在本发明的一些实施例中，所述封装件包括多个芯片，多个所述芯片沿所述封装空间的厚度方向叠置。

在本发明的一些实施例中，多个所述芯片中的一个为第一芯片，多个所述芯片中的一个为第二芯片，至少一个所述第二芯片叠置与所述第一芯片上，其中，所述第一芯片朝向所述第二芯片的侧面固定连接有多个第二金属球，多个所述第二金属球以所述第一芯片的侧面的正中心呈中心对称排布并铺满所述第一芯片的侧面，所述第二芯片上设置有多个凹槽，多个所述凹槽与多个所述第二金属球一一对应设置，其中，当所述第二芯片的数量为多个时，多个所述第二芯片的类型相同或者不同。

在本发明的一些实施例中，所述第二金属球为铜核球。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的封装结构的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的封装结构的第一封装体和封装件的结构示意图。

图3是根据本发明实施例的封装结构的第一封装体、第二封装体和第一芯片的爆炸图。

图4是图2中A区域的放大图。

附图标记：

芯片封装结构100、

第一芯片11、第二芯片12、

第一封装体21、第一容纳槽211、第二封装体22、

定位壳31、定位槽311、

安装槽32、定位块33、导向斜面331、弹性件34、

第一金属球41、第二金属球42。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的芯片封装结构100。

根据本发明实施例的芯片封装结构100包括封装件、封装体和定位件，封装件可以是晶圆芯片，也可以是其他需要进行密封的元器件，这里不做限制。

如图1-图3所示，封装体包括第一封装体21和第二封装体22，第一封装体21和第二封装体22固定连接，且固定连接的第一封装体21和第二封装体22之间限定出封装封装件的封装空间，也就是说，第一封装体21和第二封装体22为两个不同的结构件，第一封装体21和第二封装体22在固定连接后所构造出的封装体内具有封装空间，封装件可以安装在封装空间内，并且被封装体密封在封装空间内。

这里，需要说明的是，在第一封装体21和第二封装体22进行固定连接时，往往容易使得第一封装体21或者第二封装体22的位置发生错位或者说偏移，这样，不仅容易影响对封装件的封装效果，也即影响对封装空间的密封，还容易使得封装件的位置发生偏移，甚至对封装件造成损伤。基于此，本申请的芯片封装结构100还设置有定位件，定位件包括定位配合的第一定位部和第二定位部，第一定位部设置在第一封装体21上，第二定位部设置在第二封装体22设上，由此，当第一封装体21和第二封装体22贴合后，通过第一定位部和第二定位部的定位配合，可以使得第一封装体21和第二封装体22之间的相对位置较为稳定，第一封装体21和第二封装体22之间不易发生错位或者偏移，这样，在对第一封装体21和第二封装体22进行固定连接操作时，能使得第一封装体21和第二封装体22之间的位置较为稳定，从而不仅可以提高对封装空间的密封效果，还可以较好地对封装体进行保护，避免其产生损伤。

在一个具体示例中，第一封装体21和第二封装体22之间可以通过焊接连接，焊接的连接方式不仅有利于提高第一封装体21和第二封装体22之间连接的稳定性，使得第一封装体21和第二封装体22之间的连接处不易开裂，还可以有效保证封装空间密封的可靠性。若没有设置定位件，如果第一封装体21和第二封装体22之间发生错位，使得封装空间产生窗口，此时进行焊接时，焊接所产生的高温或者溅射的焊接材料都容易对封装件造成影响，而本申请正是因为设置了定位件，使得第一封装体21和第二封装体22之间的位置较为稳定，从而不仅可以提高对封装空间的密封效果，还可以较好地对封装体进行保护，避免其产生损伤。

综上所述，根据本发明实施例的芯片封装结构100，通过在第一封装体21和第二封装体22之间设置定位件，可以有利于使得第一封装体21和第二封装体22之间的位置较为稳定，从而不仅可以提高对封装空间的密封效果，还可以较好地对封装体进行保护，避免其产生损伤。

在本发明的一些实施例中，如图1-图4所示，第一定位部包括定位槽311，第二定位部包括定位块33，定位块33可活动地设置在第二封装体22上，且具有与定位槽311配合的锁止位置以及与定位槽311分离的解锁位置。也就是说，当第一封装体21和第二封装体22放置在一起时，可以通过使得定位块33位于锁止位置，使得定位块33和定位槽311定位配合，不仅可以定位第一封装体21和第二封装体22之间的相对位置，还可以在一定程度上将第一封装体21和第二封装体22固定连接，也即，本申请的定位件可以使得第一封装体21和第二封装体22能进行预固定连接，此时，再对第一封装体21和第二封装体22进行焊接时，不仅能有效降低焊接难度，还有利于对预固定连接的第一封装体21和第二封装体22进行搬运，使得第一封装体21和第二封装体22在搬运的过程中不易分离。

进一步地，如图1-图4所示，在第一封装体21和第二封装体22通过定位件预固定连接后，还可以使得定位块33活动至解锁位置，然后再将第一封装体21和第二封装体22分离，以取出封装件。可以理解的是，在封装作业过程中，当出现封装件选取错误后，相关技术中的芯片封装结构100，一旦封装连接，则不能再次被打开，从而使得整个产品报废，而本申请还可以使得第一封装体21和第二封装体22分离，则即使出现封装件选取错误这种问题，或者其他需要打开封装体要对封装件进行检测等目的时，不至于使得整个产品报废，可以极大降低生产成本。当然，可以理解的是，上述的封装件选取错误以及打开封装体要对封装件进行检测仅是举例说明，实际生产作业时还存在其他需要打开封装体的情况，这里不做赘述，而不论何种作业情况，通过本申请可以再次被打开的封装体，都能大大降低生产成本。

在本发明的一些实施例中，如图1-图4所示，第一封装体21朝向第二封装体22的表面为第一表面，第二封装体22朝向第一封装体21的表面为第二表面，第一定位部包括安装在第一表面的定位壳31，定位壳31具有朝向第一封装体21的周向一侧开口的定位槽311；第二封装体22的第二表面朝向远离第一表面凹陷以构造出安装槽32，定位块33可活动地安装在安装槽32内，定位壳31适于伸入至安装槽32内，以使定位块33由开口伸入定位槽311以与定位槽311定位配合，或者定位块33由开口伸出定位槽311以与定位槽311脱离配合。也就是说，在第一封装体21和第二封装体22通过定位件定位配合时，可以先使得定位壳31伸入至安装槽32内，此时，定位块33可以从开口伸入至定位槽311内，通过定位块33与定位槽311的定位配合，使得第一封装体21和第二封装体22之间的相对位置得到定位，同时还使得第一封装体21和第二封装体22之间固定连接，当需要拆分第一封装体21和第二封装体22时，只需要活动定位块33，使得定位块33从开口伸出定位槽311，操作简单、方便。

在本发明的一些实施例中，如图1-图4所示，第二定位部还包括连接于定位块33和安装槽32的槽壁之间的弹性件34，弹性件34用于使定位块33保持在锁止位置，具体地，弹性件34可以为弹簧，当然，也可以为弹片、海绵等具有弹性的结构，这里不做限制。而本申请通过使得弹性件34为弹簧，则可以利用弹簧在其轴向上具有较为稳定的弹性变形能力，也即，弹簧在一个固定的方向上具有较为稳定的弹性变形能力，能使得定位块33较好地保持在锁止位置。

下面参考本申请的一个具体示例描述弹性件34的具体技术方案，如图1-图4所示，定位块33朝向第一表面的侧面具有导向斜面331，以在定位壳31伸入安装槽32时克服弹性件34的弹力，使得定位壳31沿导向斜面331推动定位块33至解锁位置，并且当定位壳31伸入至安装槽32内后，弹性件34能使定位块33由开口伸入定位槽311以与定位槽311定位配合。由此，通过弹性件34与定位块33上的导向斜面331，能使得定位块33较好地与定位壳31配合，使得定位块33能较好地定位配合到定位壳31的定位槽311内，同时，当需要第一封装体21和第二封装体22拆分时，可以驱动定位块33，使得定位块33克服弹性件34的弹力，或者通过使得弹性件34收缩变形，从而将定位块33从定位槽311内拉出，这里不做限制。

在本发明的一些实施例中，定位件设置有多个，多个定位件分别设置在封装空间的两侧，由此，可以提高第一封装体21和第二封装体22之间的定位效果。

参考附图所示的一个具体示例，定位件设置有两个，两个定位件对称设置在封装空间的两侧，可以理解的是，定位件还可以根据实际需求设置有三个或者三个以上，以三个为例，封装空间的一侧设置两个定位件，另一侧设置一个定位件，以四个为例，封装体的一侧设置两个定位件，另一侧设置两个定位件，本申请的定位件还可以设置五个、六个、七个等，这里不做一一赘述。

在本发明的一些实施例中，第一封装体21为PCB板，封装件与PCB板电连接，也就是说，直接通过PCB板作为封装体的一部分，可以节省芯片封装结构100的体积，同时还有利于封装件与PCB板之间的电连接，而PCB板也可以较好地与外部电路或者电路板电连接。

进一步地，如图1-图4所示，PCB板的背离第二封装体22的侧面设置有多个第一金属球41，多个第一金属球41以PCB板的侧面的正中心呈中心对称排布并铺满PCB板的侧面，例如，多个第一金属球41行列式铺满PCB板的侧面，还可以是多个第一金属球41围绕PCB板的正中心的呈环形布置，且在径向方向上布置多环，当然，还可以是其他的布置形式，这里不做限制，申请通过多个能够铺满PCB板的侧面的第一金属球41，可以增加第一金属球41与电路板的接触面积，不仅可以提高PCB板与电路板的电连接面积，还可以使得PCB板与电路板具有更加可靠地连接稳定性，也即PCB板与电路板之间可以通过第一金属球41焊接，具体地，第一金属球41可以为锡球，通过锡球固定连接在PCB板与电路板之间，使得PCB板与电路板不易脱离。

在本发明的一些实施例中，封装件包括多个芯片，多个芯片沿封装空间的厚度方向叠置，本申请的芯片以晶圆为例，本申请的芯片封装结构100可以实现3D晶圆级封装，3D晶圆级封装是指在不改变封装体尺寸的前提下，在同一个封装体内于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术，使得一个芯片封装结构100具备多功能、高效能、大容量高密度等特点，并且还具有单位体积上的功能及应用成倍提升以及低成本的特点。因此，本申请中，通过将多个具有同种功能或者不同种功能的芯片以叠置的方式布置后封装在同一个封装体内，使得本申请的芯片封装结构100具备上述3D晶圆级封装的特点。

在一个具体示例中，如图1-图3所示，多个芯片中的一个为第一芯片11，多个芯片中的一个为第二芯片12，至少一个第二芯片12叠置与第一芯片11上，其中，第一芯片11朝向第二芯片12的侧面固定连接有多个第二金属球42，多个第二金属球42在所述第一芯片11的侧面的正中心呈中心对称排布并铺满第一芯片11的侧面，其中，当第二芯片12的数量为多个时，多个第二芯片12的类型相同或者不同，通过设置多个第二金属球42，可以增加第二金属球42与第二芯片12的接触面积，不仅可以提高第一芯片11与第二芯片12的电连接面积，还可以使得第一芯片11与第二芯片12具有更加可靠地连接稳定性，也即第一芯片11与第二芯片12之间可以通过第二金属球42焊接，具体地，第二金属球42可以为铜核球，通过铜核球固定连接在第一芯片11与第二芯片12之间，使得第一芯片11与第二芯片12不易脱离。

进一步地，第二芯片12上设置有多个凹槽，多个凹槽与多个第二金属球42一一对应设置，由此，当第二芯片12叠置在第一芯片11上后，可以通过第二金属球42与凹槽的配合，对第二芯片12进行较好地定位。

下面描述本发明一个具体的芯片封装结构100的封装方法。

如图1-图4所示，第一封装体21为PCB板，PCB板的下侧设置有锡球，可以通过锡球使得PCB板与电路板在电连接的同时固定连接，第一封装体21的上侧面具有第一容纳槽211，第二封装体22叠置在第一封装体21的上侧，第二封装体22的下侧面具有第二容纳槽，第一容纳槽211和第二容纳槽共同构造出容纳封装件的封装空间，第二封装体22在叠置时，定位块33朝向第一表面的侧面具有导向斜面331，以在定位壳31伸入安装槽32时克服弹性件34的弹力，使得定位壳31沿导向斜面331推动定位块33至解锁位置，并且当定位壳31伸入至安装槽32内后，弹性件34释能以使定位块33由开口伸入定位槽311以与定位槽311定位配合。不仅可以定位第一封装体21和第二封装体22之间的相对位置，还可以在一定程度上将第一封装体21和第二封装体22固定连接，最后，在通过焊接的方式将第一封装体21和第二封装体22焊接，使得第一封装体21和第二封装体22固定连接的同时密封封装空间。

可选地，第一封装体21与第二封装体22在通过定位件定位配合时，可以通过第一封装体21和第二封装体22将封装件压紧在封装空间内。

根据本发明实施例的芯片封装结构100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：

封装件；

封装体，所述封装体包括第一封装体（21）和第二封装体（22），所述第一封装体（21）和所述第二封装体（22）固定连接，且固定连接的所述第一封装体（21）和所述第二封装体（22）之间限定出封装所述封装件的封装空间；

定位件，所述定位件包括定位配合的第一定位部和第二定位部，所述第一定位部设置在所述第一封装体（21）上，所述第二定位部设置在所述第二封装体（22）设上。

2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一定位部包括定位槽（311），所述第二定位部包括定位块（33），所述定位块（33）可活动地设置在所述第二封装体（22）上，且具有与所述定位槽（311）配合的锁止位置以及与所述定位槽（311）分离的解锁位置。

3.根据权利要求2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一封装体（21）朝向所述第二封装体（22）的表面为第一表面，所述第二封装体（22）朝向所述第一封装体（21）的表面为第二表面，

所述第一定位部包括安装在所述第一表面的定位壳（31），所述定位壳（31）具有朝向所述第一封装体（21）的周向一侧开口的所述定位槽（311）；

所述第二封装体（22）的所述第二表面朝向远离所述第一表面凹陷以构造出安装槽（32），所述定位块（33）可活动地安装在所述安装槽（32）内，所述定位壳（31）适于伸入至所述安装槽（32）内，以使所述定位块（33）由所述开口伸入所述定位槽（311）以与所述定位槽（311）定位配合，或者所述定位块（33）由所述开口伸出所述定位槽（311）以与所述定位槽（311）脱离配合。

4.根据权利要求3所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二定位部还包括连接于所述定位块（33）和所述安装槽（32）的槽壁之间的弹性件（34），所述弹性件（34）用于使所述定位块（33）保持在锁止位置。

5.根据权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述弹性件（34）为弹簧。

6.根据权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述定位块（33）朝向所述第一表面的侧面具有导向斜面（331），以在所述定位壳（31）伸入所述安装槽（32）时克服所述弹性件（34）的弹力，使得所述定位壳（31）沿所述导向斜面（331）推动所述定位块（33）至解锁位置，并且当所述定位壳（31）伸入至所述安装槽（32）内后，所述弹性件（34）释能以使所述定位块（33）由所述开口伸入所述定位槽（311）以与所述定位槽（311）定位配合。

7.根据权利要求3所述的芯片封装结构，其特征在于，所述定位件设置有多个，多个所述定位件分别设置在所述封装空间的两侧。

8.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一封装体（21）为PCB板，所述封装件与所述PCB板电连接，所述PCB板的背离所述第二封装体（22）的侧面设置有多个第一金属球（41），多个所述第一金属球（41）以所述PCB板的侧面的正中心呈中心对称排布并铺满所述PCB板的侧面。

9.根据权利要求8所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一金属球（41）为锡球。

10.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述封装件包括多个芯片，多个所述芯片沿所述封装空间的厚度方向叠置。

11.根据权利要求10所述的芯片封装结构，其特征在于，多个所述芯片中的一个为第一芯片（11），多个所述芯片中的一个为第二芯片（12），至少一个所述第二芯片（12）叠置与所述第一芯片（11）上，其中，所述第一芯片（11）朝向所述第二芯片（12）的侧面固定连接有多个第二金属球（42），多个所述第二金属球（42）以所述第一芯片（11）的侧面的正中心呈中心对称排布并铺满所述第一芯片（11）的侧面，所述第二芯片（12）上设置有多个凹槽，多个所述凹槽与多个所述第二金属球（42）一一对应设置，其中，当所述第二芯片（12）的数量为多个时，多个所述第二芯片（12）的类型相同或者不同。

12.根据权利要求11所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二金属球（42）为铜核球。