CN117690878B - 一种基于柔性基板的fbga封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于柔性基板的FBGA封装结构，包括：柔性基板；焊接在同一柔性基板上的两个芯片以及与芯片相对应的两个焊球阵列；第一焊球阵列中的焊球与第二焊球阵列的焊球间隙相对，第二焊球阵列的焊球与第一焊球阵列的焊球间隙相对；第一焊球阵列中的焊球的最低点到第二水平部上表面的距离与第二焊球阵列中的焊球的最高点到第一水平部下表面的距离之和小于第一水平部下表面到第二水平部上表面的距离，且第一焊球阵列中的焊球与所述第二焊球阵列的焊球绝缘。通过上述结构设置，在不减小焊球直径大小、不影响焊接稳定性的同时，尽可能地减小了芯片封装结构厚度。

Description

一种基于柔性基板的FBGA封装结构
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种基于柔性基板的FBGA封装结构。
背景技术
电子封装对小型化、高密度、高可靠性的要求直接导致了塑封焊球阵列（BallGrid Array, BGA）封装的快速发展。为了满足电子产品轻、小发展的要求，集成电路封装日益趋于薄型化、小型化，因此窄节距焊球阵列（Fine-Pitch Ball Grid Array，FBGA）封装越来越受到人们的关注。柔性基板作为一种特殊的电子互连技术有着十分显著的优越性。它具有轻、薄、短、小、结构灵活的特点，除了可静态弯曲外，还能作动态弯曲、卷曲和折叠等。现有技术中利用柔性基板可弯折的特点，可以实现三维结构的封装，相对于二维结构的封装方式，其可以明显缩小封装面积，进一步实现芯片小型化、高密度。
公开号为CN105118827A的中国专利公开了一种基于柔性基板的三维芯片堆叠封装结构及封装方法，该封装结构包括条状柔性基板和2(N+1)个倒装芯片，其中N≥1，所有的倒装芯片堆叠放置，条状柔性基板穿插在倒装芯片之间，且分别与各倒装芯片通过焊盘连接。然而，由于其三维结构的封装方式是通过芯片直接堆叠实现的，缩小封装面积的同时增加了整体封装结构的厚度，假定焊球直径约为0.3mm、芯片厚度约为0.2mm、柔性基板厚度约为0.1mm，那么单层封装结构的厚度约为0.6mm，直接堆叠后的封装结构厚度为单层封装结构的两倍，即1.2mm，这不利于厂家对于手机、笔记本等便携设备轻薄化的追求。如果简单地减小焊球的大小，可能会影响焊接的稳定性、可靠性，因此，如何提供一种更加轻薄、稳定、可靠的FBGA封装结构是亟待解决的技术问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于柔性基板的FBGA封装结构，以使其更加轻薄、稳定、可靠。
（二）技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种基于柔性基板的FBGA封装结构，该FBGA封装结构包括：
柔性基板；
所述柔性基板包括第一水平部、第二水平部以及第一弯曲部，所述第一水平部位于所述第二水平部上方，所述第一弯曲部连接所述第一水平部和第二水平部；
焊接在所述第一水平部上表面的第一芯片，以及焊接在所述第二水平部下表面的第二芯片；
焊接在所述第一水平部下表面的第一焊球阵列，以及焊接在所述第二水平部上表面的第二焊球阵列；
其中，所述第一焊球阵列中的焊球与所述第二焊球阵列的焊球间隙相对，所述第二焊球阵列的焊球与所述第一焊球阵列的焊球间隙相对；所述第一焊球阵列中的焊球的最低点到所述第二水平部上表面的距离、所述第二焊球阵列中的焊球的最高点到所述第一水平部下表面的距离均大于零，所述第一焊球阵列中的焊球的最低点到所述第二水平部上表面的距离与所述第二焊球阵列中的焊球的最高点到所述第一水平部下表面的距离之和小于所述第一水平部下表面到所述第二水平部上表面的距离，且所述第一焊球阵列中的焊球与所述第二焊球阵列的焊球绝缘。
进一步地，所述柔性基板的材料采用聚酰亚胺、硅橡胶、聚乙烯醇、聚酯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
进一步地，所述第一水平部上表面和所述第二水平部下表面的贴片区域铺设有刚性板，以增强贴片的稳定性。
进一步地，所述第一芯片和所述第二芯片以引线键合的形式安装在所述刚性板。
进一步地，所述第一弯曲部设置有所述第一芯片和所述第二芯片的互连线。
进一步地，所述FBGA封装结构与双面布线PCB板配合使用。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种基于柔性基板的FBGA封装结构，该FBGA封装结构包括：柔性基板；所述柔性基板包括第一水平部、第二水平部以及第一弯曲部，所述第一水平部位于所述第二水平部上方，所述第一弯曲部连接所述第一水平部和第二水平部；焊接在所述第一水平部上表面的第一芯片，以及焊接在所述第二水平部下表面的第二芯片；焊接在所述第一水平部下表面的第一焊球阵列，以及焊接在所述第二水平部上表面的第二焊球阵列；其中，所述第一焊球阵列中的焊球与所述第二焊球阵列的焊球间隙相对，所述第二焊球阵列的焊球与所述第一焊球阵列的焊球间隙相对；所述第一焊球阵列中的焊球的最低点到所述第二水平部上表面的距离、所述第二焊球阵列中的焊球的最高点到所述第一水平部下表面的距离均大于零，所述第一焊球阵列中的焊球的最低点到所述第二水平部上表面的距离与所述第二焊球阵列中的焊球的最高点到所述第一水平部下表面的距离之和小于所述第一水平部下表面到所述第二水平部上表面的距离，且所述第一焊球阵列中的焊球与所述第二焊球阵列的焊球绝缘。通过上述结构设置，在不减小焊球直径大小、不影响焊接稳定性的同时，尽可能地减小了芯片封装结构厚度，按照原假定焊球直径约为0.3mm、芯片厚度约为0.2mm、柔性基板厚度约为0.1mm，那么上述封装结构的厚度最低可以为略大于0.9mm，相较于现有技术，厚度减小了约25％，能够为进一步使手机、笔记本等便携设备轻薄化创造条件。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1结构示意图；
图2是在芯片贴片区域铺设有刚性板的结构示意图；
图3是本发明实施例2结构示意图。
附图标记说明如下：
第一水平部101；
第二水平部102；
第三水平部105；
第四水平部106；
第一弯曲部103；
第二弯曲部104
第一芯片201；
第二芯片202；
第三芯片203；
第四芯片204；
第一焊球阵列301；
第二焊球阵列302；
第三焊球阵列303；
第四焊球阵列304；
刚性板400。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明经行进一步的详细说明。显然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术普通人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、 “第二”等的描述，则该“第一”、 “第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种基于柔性基板的FBGA封装结构，该FBGA封装结构包括：
柔性基板；
所述柔性基板包括第一水平部101、第二水平部102以及第一弯曲部103，所述第一水平部101位于所述第二水平部102上方，所述第一弯曲部103连接所述第一水平部101和第二水平部102；
焊接在所述第一水平部101上表面的d第一芯片201，以及焊接在所述第二水平部102下表面的第二芯片202；
焊接在所述第一水平部101下表面的第一焊球阵列301，以及焊接在所述第二水平部102上表面的第二焊球阵列302；
其中，所述第一焊球阵列301中的焊球与所述第二焊球阵列302的焊球间隙相对，所述第二焊球阵列302的焊球与所述第一焊球阵列301的焊球间隙相对；所述第一焊球阵列301中的焊球的最低点到所述第二水平部102上表面的距离、所述第二焊球阵列302中的焊球的最高点到所述第一水平部101下表面的距离均大于零，所述第一焊球阵列301中的焊球的最低点到所述第二水平部102上表面的距离与所述第二焊球阵列302中的焊球的最高点到所述第一水平部101下表面的距离之和小于所述第一水平部101下表面到所述第二水平部102上表面的距离，且所述第一焊球阵列301中的焊球与所述第二焊球阵列302的焊球绝缘。
进一步地，所述柔性基板的材料采用聚酰亚胺、硅橡胶、聚乙烯醇、聚酯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
如图2所示，所述第一水平部101上表面和所述第二水平部102下表面的贴片区域铺设有刚性板400，以增强贴片的稳定性。
进一步地，所述第一芯片201和所述第二芯片202以引线键合的形式安装在所述刚性板400。
进一步地，所述第一弯曲部103设置有所述第一芯片201和所述第二芯片202的互连线。
进一步地，所述FBGA封装结构与双面布线PCB板配合使用。
实施例2
如图3所示，本发明提供了一种基于柔性基板的FBGA封装结构，该FBGA封装结构包括：
柔性基板；
所述柔性基板包括第一水平部101、第二水平部102、第三水平部105、第四水平部106、第一弯曲部103以及第二弯曲部104，所述第一水平部101位于所述第二水平部102上方，所述第三水平部105位于所述第四水平部106上方，所述第一弯曲部103连接所述第一水平部101和第二水平部102，所述第二弯曲部104连接所述第三水平部105和第四水平部106，所述第二水平部102和所述第四水平部106连接；
焊接在所述第一水平部101上表面的第一芯片201，以及焊接在所述第二水平部102下表面的第二芯片202；焊接在所述第三水平部105上表面的第三芯片203，以及焊接在所述第四水平部106下表面的第四芯片204；
焊接在所述第一水平部101下表面的第一焊球阵列301，以及焊接在所述第二水平部102上表面的第二焊球阵列302；焊接在所述第三水平部105下表面的第三焊球阵列303，以及焊接在所述第四水平部106上表面的第四焊球阵列304；
其中，所述第一焊球阵列301中的焊球与所述第二焊球阵列302的焊球间隙相对，所述第二焊球阵列302的焊球与所述第一焊球阵列301的焊球间隙相对；所述第一焊球阵列301中的焊球的最低点到所述第二水平部102上表面的距离、所述第二焊球阵列302中的焊球的最高点到所述第一水平部101下表面的距离均大于零，所述第一焊球阵列301中的焊球的最低点到所述第二水平部102上表面的距离与所述第二焊球阵列302中的焊球的最高点到所述第一水平部101下表面的距离之和小于所述第一水平部101下表面到所述第二水平部102上表面的距离，且所述第一焊球阵列301中的焊球与所述第二焊球阵列302的焊球绝缘；所述第三焊球阵列303中的焊球与所述第四焊球阵列304的焊球间隙相对，所述第四焊球阵列304的焊球与所述第三焊球阵列303的焊球间隙相对；所述第三焊球阵列303中的焊球的最低点到所述第四水平部106上表面的距离、所述第四焊球阵列304中的焊球的最高点到所述第三水平部105下表面的距离均大于零，所述第三焊球阵列303中的焊球的最低点到所述第四水平部106上表面的距离与所述第四焊球阵列304中的焊球的最高点到所述第三水平部105下表面的距离之和小于所述第三水平部105下表面到所述第四水平部106上表面的距离，且所述第三焊球阵列303中的焊球与所述第四焊球阵列304的焊球绝缘。
以上的实施例仅表达了本发明的实施优选方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种基于柔性基板的FBGA封装结构，其特征在于，该FBGA封装结构包括：
柔性基板；
所述柔性基板包括第一水平部、第二水平部以及第一弯曲部，所述第一水平部位于所述第二水平部上方，所述第一弯曲部连接所述第一水平部和第二水平部；
焊接在所述第一水平部上表面的第一芯片，以及焊接在所述第二水平部下表面的第二芯片；
焊接在所述第一水平部下表面的第一焊球阵列，以及焊接在所述第二水平部上表面的第二焊球阵列；
其中，所述第一焊球阵列中的焊球与所述第二焊球阵列的焊球间隙相对，所述第二焊球阵列的焊球与所述第一焊球阵列的焊球间隙相对；所述第一焊球阵列中的焊球的最低点到所述第二水平部上表面的距离、所述第二焊球阵列中的焊球的最高点到所述第一水平部下表面的距离均大于零，所述第一焊球阵列中的焊球的最低点到所述第二水平部上表面的距离与所述第二焊球阵列中的焊球的最高点到所述第一水平部下表面的距离之和小于所述第一水平部下表面到所述第二水平部上表面的距离，且所述第一焊球阵列中的焊球与所述第二焊球阵列的焊球相互绝缘。
2.根据权利要求1所述的基于柔性基板的FBGA封装结构，其特征在于，所述柔性基板的材料采用聚酰亚胺、硅橡胶、聚乙烯醇、聚酯或聚萘二甲酸乙二醇酯中的一种。
3.根据权利要求2所述的基于柔性基板的FBGA封装结构，其特征在于，所述第一水平部上表面和所述第二水平部下表面的贴片区域铺设有刚性板。
4.根据权利要求3所述的基于柔性基板的FBGA封装结构，其特征在于，所述第一芯片和所述第二芯片以引线键合的形式安装在所述刚性板。
5.根据权利要求4所述的基于柔性基板的FBGA封装结构，其特征在于，所述第一弯曲部设置有所述第一芯片和所述第二芯片的互连线。
6.根据权利要求5所述的基于柔性基板的FBGA封装结构，其特征在于，所述FBGA封装结构与双面布线PCB板配合使用。
7.根据权利要求1所述的基于柔性基板的FBGA封装结构，其特征在于，还包括第三水平部、第四水平部以及第二弯曲部，所述第三水平部位于所述第四水平部上方，所述第二弯曲部连接所述第三水平部和第四水平部，所述第二水平部和所述第四水平部连接；
焊接在所述第三水平部上表面的第三芯片，以及焊接在所述第四水平部下表面的第四芯片；
焊接在所述第三水平部下表面的第三焊球阵列，以及焊接在所述第四水平部上表面的第四焊球阵列；
所述第三焊球阵列中的焊球与所述第四焊球阵列的焊球间隙相对，所述第四焊球阵列的焊球与所述第三焊球阵列的焊球间隙相对；所述第三焊球阵列中的焊球的最低点到所述第四水平部上表面的距离、所述第四焊球阵列中的焊球的最高点到所述第三水平部下表面的距离均大于零，所述第三焊球阵列中的焊球的最低点到所述第四水平部上表面的距离与所述第四焊球阵列中的焊球的最高点到所述第三水平部下表面的距离之和小于所述第三水平部下表面到所述第四水平部上表面的距离，且所述第三焊球阵列中的焊球与所述第四焊球阵列的焊球绝缘。
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