CN211829444U - 一种高密度芯片封装盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高密度芯片封装盒，涉及集成电路封装的技术领域，其包括：下模组件和上模组件，下模组件包括下模板和第一适配座，第一适配座的上侧开设有第一嵌设槽；上模组件包括固定于下模板上侧的上模板、固定于上模板下侧的第二适配座、若干插接于第二适配座上的绝缘子、一一对应插接于绝缘子内的射频探针、插接于第二适配座上的接地针、插接于上模板上的射频端子和射频电缆，射频探针与接地针均为弹性针，绝缘子上开设有供射频探针安装的通孔，第二适配座的下侧开设有第二嵌设槽，第一嵌设槽与第二嵌设槽组成供封装芯片安装的安装腔。本实用新型具有芯片管脚的高扇出密度、高信号带宽、高通道间隔离性、高可靠性、免焊接的效果。

Description

一种高密度芯片封装盒

技术领域

本实用新型涉及集成电路封装测试及量子计算传输的技术领域，尤其是涉及一种高密度芯片封装盒。

背景技术

随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。封装技术关系到产品的功能，其中球状引脚栅格阵列（BGA，Ball Grid Array）封装技术因为其高密度、高性能、多引脚封装的方式广泛的应用在高脚数芯片之中。

球状引脚栅格阵列（BGA，Ball Grid Array）封装技术为高密度表面装配封装技术，在封装底部，引脚都呈球状并排列成一个类似于格子的图案，目前主板控制芯片组多采用该封装技术，采用BGA技术封装的内存，可在内存体积不变的情况下，内存容量提高两到三倍，与薄型小尺寸封装（TSOP，Thin Small Outline Package）技术相比，具有更小的体积、更好的散热性能和电性能。

在采用BGA带底部焊盘封装的射频芯片、封装基板及封装芯片的测试及连接过程中，存在间距小、密度高、射频口数量多、频率高等需求，同时要求能对封装芯片能进行无损免焊测试，因此有必要提出一种非焊接式的高密度射频信号扇出结构，以满足芯片管脚的高扇出密度、高信号带宽、高通道间隔离性、高可靠性、免焊接的连接需求。

其他的，如量子计算传输领域，核心的量子芯片在扇出时同样存在高密度、低间距、传输通道多等类似的要求。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种高密度芯片封装盒，具有芯片管脚的高扇出密度、高信号带宽、高通道间隔离性、高可靠性、免焊接的效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高密度芯片封装盒，包括下模组件和设于下模组件上侧的上模组件，所述下模组件包括下模板和插接于下模板上侧的第一适配座，所述第一适配座凸出下模板的上表面，所述第一适配座的上侧开设有第一嵌设槽；

所述上模组件包括固定于下模板上侧的上模板、固定于上模板下侧的第二适配座、若干插接于第二适配座上的绝缘子、一一对应插接于绝缘子内且一端伸出第二适配座的射频探针、插接于第二适配座上且环绕于绝缘子外侧的接地针、插接于上模板上且与射频探针一一对应连接的射频端子和从射频端子引出且连接有标准射频连接器的射频电缆，所述射频探针与所述接地针均为弹性针，所述绝缘子上开设有供射频探针安装的通孔，所述第二适配座的下侧开设有第二嵌设槽，所述第一嵌设槽与所述第二嵌设槽组成供封装芯片安装的安装腔。

通过采用上述技术方案，绝缘子插接于第二适配座内，射频探针插接于绝缘子内，射频端子插接于上模板内且与射频探针连接，射频端子与射频电缆连接，实现射频信号的扇出；在进行芯片封装时，只需将待安装芯片安装于第一适配座与第二适配座组成的安装腔体内即可，该结构在芯片封装时不需要进行焊接或高温焊接，满足芯片的测试环境需求，适用范围广，满足芯片管脚的高扇出密度、高信号带宽、高通道间隔离性、高可靠性、免焊接的连接需求；上模组件中采用第二适配座与上模板来固定绝缘子和射频探针，使射频探针固定在第二适配座和上模板构成的孔腔结构中，其中上模板的孔内径在特性阻抗计算上匹配双动探针的外径，由此可降低驻波比；接地针一端直接顶在上模板的第一安装槽的槽底构成整体接地，不需要在上模板上打孔，相应的射频传导部位在上模板上有接近2倍间隔（Pitch）的设计空间，便于容纳尺寸较大的电缆组件，从而满足在更低间隔、更高密度的要求下应用本方案。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述射频探针包括探针针套和安装于探针针套两端的探针前针头与探针后针头，所述探针针套设于呈轴向台阶状的通孔内，所述探针针套内还安装有探针弹性件，所述探针弹性件的两端弹性抵接在所述探针前针头与探针后针头之间，所述探针前针头远离探针后针头的一端伸出绝缘子，所述探针后针头与射频端子内导体连接。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述探针后针头滑移连接于探针针套内且与探针弹性件抵接。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述探针后针头固定连接于探针针套内。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述射频端子包括射频端子壳体、穿设于射频端子壳体内的射频端子插针和嵌设于射频端子壳体内且套设于射频端子插针上的射频端子绝缘子，所述射频端子插针与射频探针靠近上模板的一端连接。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：一所述射频探针的外侧环绕有六个接地针，六所述接地针沿射频探针的周向均匀设置。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下模板的上侧一体设有环绕于第一适配座外侧的定位框，所述上模板的下侧开设有供第二适配座安装的第一安装槽，所述定位框插接于第一安装槽内，所述第一适配座的上表面凸出定位框的上表面。

通过采用上述技术方案，上模组件与下模组件组装时，通过定位框插入第一安装槽进行定位，以使上模组件与下模组件组装时不易发生错位，提高了上模组件与下模组件组装时的精确性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定位框上设有至少两个导柱，所述第二适配座上开设有供导柱穿设的穿设孔；

所述上模板和所述下模板的两相对侧壁上均开设有第一拆卸槽。

通过采用上述技术方案，导柱穿设于穿设孔内对第二适配座进行引导定位，以方便上模组件与下模组件组装时进行定位，提高了上模组件与下模组件的组装效率；第一拆卸槽的设置，使。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述射频端子具有外凸环，所述上模板的上侧螺钉固定有配合上模板夹紧外凸环的夹紧板，所述夹紧板上开设有供射频端子安装的第一安装孔，所述上模板的上侧开设有供夹紧板嵌设的第三嵌设槽。

通过采用上述技术方案，夹紧板配合上模板夹紧外凸环，对射频端子进行夹紧固定，使射频端子与上模板连接得更加牢固，提高了射频端子与上模板连接得牢固性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述上模板通过固定螺钉固定于下模板上，所述上模板的上侧开设有供固定螺钉的头部嵌设的第四嵌设槽。

通过采用上述技术方案，第四嵌设槽的设置，方便固定螺钉安装之后固定螺钉的头部嵌设收纳，合理利用了空间，使固定螺钉不易与其它物体发生干涉。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.绝缘子插接于第二适配座内，射频探针插接于绝缘子内，射频端子插接于上模板内且与射频探针连接，射频端子与射频电缆连接，实现射频信号的扇出；在进行芯片封装时，只需将待安装芯片安装于第一适配座与第二适配座组成的安装腔体内即可，该结构在芯片封装时不需要进行焊接或高温焊接，满足芯片的测试环境需求，适用范围广，满足芯片管脚的高扇出密度、高信号带宽、高通道间隔离性、高可靠性、免焊接的连接需求；

2.上模组件中采用第二适配座与上模板来固定绝缘子和射频探针，使射频探针固定在第二适配座和上模板构成的孔腔结构中，其中上模板的孔内径在特性阻抗计算上匹配双动探针的外径，由此可降低驻波比；

3.接地针一端直接顶在上模板的第一安装槽的槽底构成整体接地，不需要在上模板上打孔，相应的射频传导部位在上模板上有接近2倍间隔（Pitch）的设计空间，便于容纳尺寸较大的电缆组件，从而满足在更低间隔、更高密度的要求下应用本方案；

4.使用射频电缆配合标准射频同轴连接器扇出，结构、性能稳定，同时便于信号链路的跳转。

附图说明

图1是实施例1的一种高密度芯片封装盒的结构示意图。

图2是实施例1的上模组件和下模组件、封装芯片的分解示意图。

图3是实施例1的上模组件的分解示意图。

图4是实施例1的上模组件的仰视图。

图5是图4中A-A的剖视图。

图6是实施例1的射频电缆与射频端子、射频探针、接地针、上模板、第二适配座、夹紧板的局部连接示意图。

图7是图4中B部的放大图。

图8是实施例1的射频探针的结构示意图。

图9是实施例2的射频探针的结构示意图。

图10是实施例3的射频探针的结构示意图。

图中，1、下模组件；11、下模板；111、定位框；112、导柱；113、第一拆卸槽；114、第二安装槽；115、第一取放槽；12、第一适配座；121、第一嵌设槽；2、上模组件；21、上模板；211、第一安装槽；213、第三嵌设槽；214、第四嵌设槽；215、第二安装孔；216、第二拆卸槽；217、凸环避让槽；22、第二适配座；221、第二嵌设槽；222、穿设孔；223、芯片避让槽；224、第三安装孔；225、第四安装孔；226、第二取放槽；23、绝缘子；231、通孔；232、阶梯面；24、射频探针；241、探针针套；242、探针前针头；243、探针后针头；244、探针弹性件；245、第一毛纽扣；25、接地针；26、射频端子；261、外凸环；262、射频端子绝缘子；263、射频端子插针；264、射频端子壳体；27、射频电缆；271、射频电缆外导体；272、射频电缆绝缘子；273、射频电缆内导体；274、标准射频端子；28、夹紧板；281、第一安装孔；29、固定螺钉；3、封装芯片；31、芯片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

参照图1、2，为本实施例公开的一种高密度芯片封装盒，包括下模组件1和固定于下模组件1上侧的上模组件2；下模组件1包括下模板11和第一适配座12，下模板11为导电金属材质，第一适配座12为金属材质且优选为无氧铜，下模板11的上侧开设有第二安装槽114，第一适配座12插接安装于第二安装槽114内，下模板11的上侧一体设有定位框111，定位框111环绕于第一适配座12的外侧，第一适配座12的上表面凸出定位框111的上表面，下模板11上还开设有至少一个第一取放槽115，此处第一取放槽115的数量为四个，四个第一取放槽115一一对应开设于第二安装槽114的侧壁上，以方便将第一适配座12安装于第二安装槽114内或将第一适配座12从第二安装槽114内取出；定位框111上还设有至少两个导柱112，此处导柱112的数量优选为四个，四个导柱112一一对应定位框111的四个拐角，导柱112可以与定位框111呈一条设置，也可以插接于定位框111上，此处导柱112优选插接于定位框111上；第一适配座12的上侧开设有第一嵌设槽121，嵌设槽供封装芯片3嵌设。

参照图2至图7，上模组件2包括上模板21、第二适配座22、夹紧板28、绝缘子23、射频探针24、接地针25、射频端子26和射频电缆27；上模板21为导电金属材质，上模板21通过固定螺钉29固定于下模板11的上侧，上模板21的上侧开设有与固定螺钉29一一对应的第四嵌设槽214，第四嵌设槽214供固定螺钉29的上端嵌设，以方便固定螺钉29的头部进行收纳而不易以其他物体发生干涉；第二适配座22与夹紧板28均为金属材质，第二适配座22优选为无氧铜，上模板21的下侧开设有第一安装槽211，第一安装槽211供第二适配座22嵌设安装，第二适配座22的厚度小于第一安装槽211的深度，第二适配座22通过螺钉固定于上模板21上，定位框111插接于第一安装槽211内以方便上模板21与下模板11组合时进行定位；第二适配座22的下侧开设有第二嵌设槽221，第二嵌设槽221供封装芯片3嵌设，第二嵌设槽221与第一嵌设槽121组成供封装芯片3安装的安装腔，第二适配座22的下侧还开设有芯片避让槽223，芯片避让槽223开设于第二嵌设槽221的槽底，以避让封装芯片3上的芯片31，第二适配座22的下侧还开设有穿设孔222，穿设孔222供导柱112穿设，以引导上模组件2与下模组件1合模组成；第二适配座22上开设有至少一个第二取放槽226，此处第二取放槽226的数量为四个，四个第二取放槽226分别开设于第二嵌设槽221的四侧壁上，以方便将封装芯片3安装于第二嵌设槽221内或从第二嵌设槽221内取出；第二适配座22上开设有若干贯通的第三安装孔224，绝缘子23一一对应插接于第三安装孔224内，第三安装孔224呈阶梯孔状设置，第三安装孔224下侧的直径小于上侧的直径，以使绝缘子23不易从第二适配座22的下侧脱离，第三安装孔224环绕于芯片31的外侧，绝缘子23的下端具有一同心设置的阶梯面232，阶梯面232的下端与第二嵌设槽221的槽底齐平；绝缘子23内开设有呈阶梯状设置的通孔231，射频探针24一一对应插接于绝缘子23内，射频探针24的下端伸出绝缘子23，通孔231下侧的内径小于其上侧的内径，以使射频探针24不易从绝缘子23的下端滑出；第二适配座22上还开设有贯通的第四安装孔225，接地针25插接于第四安装孔225内且上端与上模板21抵接，第四安装孔225环设于第三安装孔224的外侧且沿第三安装孔224的周向均匀分布，第四安装孔225呈阶梯状设置，第四安装孔225下侧的内径小于其上侧的内径，以使接地针25不易从第二适配座22的下侧滑出。

参照图4、7，一个射频探针24至少对应于三个接地针25，即射频探针24的外侧环绕有至少三个接地针25，此处一个射频探针24优选对应于六个接地针25，相邻射频通道的接地针25优选采用共针的安装方式，相邻射频探针24共用三个接地针25，以提升安装密度。

参照图6、8，射频探针24为弹性针，射频探针24包括探针针套241、探针弹性件244、探针前针头242和探针后针头243，探针针套241、探针弹性件244、探针前针头242和探针后针头243均为金属件，探针针套241设于轴向台阶通孔231内，探针前针头242和探针后针头243分别安装在探针针套241的上下两端，探针前针头242和探针后针头243均呈阶梯轴状设置，探针弹性件244安装在探针针套241内，本实施例中探针弹性件244可以为压缩弹簧、毛纽扣、金属弹片，探针弹性件244的两端弹性抵接在探针前针头242和探针后针头243之间，探针前针头242向下伸出绝缘子23；射频探针24采用这种双针头结构，探针后针头243在探针弹性件244的弹力作用下能始终与内导体相抵，确定电连接的可靠性，并且，在射频探针24被挤压状态下，探针前针头242在探针弹性件244的弹力作用下保持向下运动的趋势；接地针25的结构与射频探针24的结构相同，此处不做赘述，接地针25的接地针25前针头伸出第二适配座22的下侧，接地针25的接地针25后针头弹性抵接在上模板21上。

上模板21上开设有与第三安装孔224一一对应且贯通的第二安装孔215，第二安装孔215的下端与第一安装槽211互相连通，射频端子26的下端插接于第二安装孔215内，夹紧板28通过螺钉固定于上模板21上，上模板21的上侧开设有供夹紧板28嵌设的第三嵌设槽213，夹紧板28的上表面与上模板21的上表面齐平，夹紧板28上开设有与第二安装孔215一一对应且贯通的第一安装孔281，射频端子26的上端插接于第一安装孔281内，射频端子26外侧壁上具有一外凸环261，上模板21上还开设有凸环避让槽217，凸环避让槽217开设于第三嵌设槽213的槽底，以使外凸环261的上端面与夹紧板28抵接且下端面与凸环避让槽217的槽底抵接，使射频端子26固定得更加牢固而不易发生晃动；射频端子26包括射频端子壳体264、射频端子绝缘子262和射频端子插针263，射频端子绝缘子262安装于射频端子壳体264内并套设于射频端子插针263上，射频端子插针263抵接于探针后针头243的上端，射频电缆27连接于射频端子26的下端，射频电缆27包括射频电缆内导体273、射频电缆绝缘子272和射频电缆外导体271，射频电缆27插接于射频端子壳体264内，射频电缆外导体271、射频电缆绝缘子272与射频端子绝缘子262之间安装有绝缘垫片，以防止射频端子26内导体与射频电缆外导体271短路，射频电缆内导体273贯穿绝缘垫片后插接于射频端子插针263的下端；射频端子26可以根据实际情况选用，射频端子插针263构成射频端子26的内导体，还可以用插孔代替插针。

参照图1、2，射频电缆27的末端接有标准射频端子274，如SMP、SMA、2.92等，此处不一一作列举；此外，从射频探针24开始到射频连接器末端结构，整个射频微波传输的阻抗遵循阻抗匹配原则，优选的特征阻抗为50欧，以达到驻波最小的原则。

本实施例的实施原理为：

绝缘子23插接于第二适配座22内，射频探针24插接于绝缘子23内，射频端子26插接于上模板21内且与射频探针24连接，射频端子26与射频电缆27连接，实现射频信号的扇出；在进行芯片31封装时，只需将待安装芯片31安装于第一适配座12与第二适配座22组成的安装腔体内即可，该结构在芯片31封装时不需要进行焊接或高温焊接，满足芯片31的测试环境需求，适用范围广，满足芯片31管脚的高扇出密度、高信号带宽、高通道间隔离性、高可靠性、免焊接的连接需求；上模组件2中采用第二适配座22与上模板21来固定绝缘子23和射频探针24，使射频探针24固定在第二适配座22和上模板21构成的孔腔结构中，其中上模板21的孔内径在特性阻抗计算上匹配双动探针的外径，由此可降低驻波比；接地针25一端直接顶在上模板21的第一安装槽211的槽底构成整体接地，不需要在上模板21上打孔，相应的射频传导部位在上模板21上有接近2倍间隔（Pitch）的设计空间，便于容纳尺寸较大的电缆组件，从而满足在更低间隔、更高密度的要求下应用本方案。

在进行封装芯片31测试时，只需将待安装芯片31安装于第一嵌设槽121与第二嵌设槽221组成的腔体内即可，该结构在芯片31封装时不需要进行焊接或高温焊接，满足芯片31的测试环境需求，适用范围广，具有低间隔、高密度、结构和性能稳定的优点，且各部件的参数可通过仿真软件进行优化，实现优良的电学特性，满足芯片31管脚的高扇出密度、高信号带宽、高通道间隔离性、高可靠性、免焊接的连接需求。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于，参照图9，射频探针24与接地针25采用单动弹性针头结构，即探针后针头243插接固定于探针针套241的上端，探针后针头243采用固定结构以减少接触电阻，从而提升插损指标；此外，探针后针头243也可以与信号针针套一体设置。

实施例3：

与实施例1的不同之处在于，参照图10，射频探针24包括探针前针头242和第一毛纽扣245，探针前针头242和第一毛纽扣245均为金属件，探针前针头242呈阶梯轴状设置，通孔231呈阶梯孔设置，以使探针前针头242不易脱离绝缘子23，第一毛纽扣245安装于绝缘子23的通孔231内且下端与射频端子26插针抵接，探针前针头242伸出绝缘子23。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高密度芯片封装盒，其特征在于：包括下模组件（1）和设于下模组件（1）上侧的上模组件（2），所述下模组件（1）包括下模板（11）和插接于下模板（11）上侧的第一适配座（12），所述第一适配座（12）凸出下模板（11）的上表面，所述第一适配座（12）的上侧开设有第一嵌设槽（121）；

所述上模组件（2）包括固定于下模板（11）上侧的上模板（21）、固定于上模板（21）下侧的第二适配座（22）、若干插接于第二适配座（22）上的绝缘子（23）、一一对应插接于绝缘子（23）内且一端伸出第二适配座（22）的射频探针（24）、插接于第二适配座（22）上且环绕于绝缘子（23）外侧的接地针（25）、插接于上模板（21）上且与射频探针（24）一一对应连接的射频端子（26）和从射频端子（26）引出且连接有标准射频连接器（272）的射频电缆（27），所述射频探针（24）与所述接地针（25）均为弹性针，所述绝缘子（23）上开设有供射频探针（24）安装的通孔（231），所述第二适配座（22）的下侧开设有第二嵌设槽（221），所述第一嵌设槽（121）与所述第二嵌设槽（221）组成供封装芯片（3）安装的安装腔。

2.根据权利要求1所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：所述射频探针（24）包括探针针套（241）和安装于探针针套（241）两端的探针前针头（242）与探针后针头（243），所述探针针套（241）设于呈轴向台阶状的通孔（231）内，所述探针针套（241）内还安装有探针弹性件（244），所述探针弹性件（244）的两端弹性抵接在所述探针前针头（242）与探针后针头（243）之间，所述探针前针头（242）远离探针后针头（243）的一端伸出绝缘子（23），所述探针后针头（243）与射频端子（26）内导体连接。

3.根据权利要求2所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：所述探针后针头（243）滑移连接于探针针套（241）内且与探针弹性件（244）抵接。

4.根据权利要求2所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：所述探针后针头（243）固定连接于探针针套（241）内。

5.根据权利要求1所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：所述射频端子（26）包括射频端子壳体（264）、穿设于射频端子壳体（264）内的射频端子插针（263）和嵌设于射频端子壳体（264）内且套设于射频端子插针（263）上的射频端子绝缘子（262），所述射频端子插针（263）与射频探针（24）靠近上模板（21）的一端连接。

6.根据权利要求1所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：一所述射频探针（24）的外侧环绕有六个接地针（25），六所述接地针（25）沿射频探针（24）的周向均匀设置。

7.根据权利要求1所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：所述下模板（11）的上侧一体设有环绕于第一适配座（12）外侧的定位框（111），所述上模板（21）的下侧开设有供第二适配座（22）安装的第一安装槽（211），所述定位框（111）插接于第一安装槽（211）内，所述第一适配座（12）的上表面凸出定位框（111）的上表面。

8.根据权利要求7所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：所述定位框（111）上设有至少两个导柱（112），所述第二适配座（22）上开设有供导柱（112）穿设的穿设孔（222）；

所述下模板（11）的两相对侧壁上均开设有第一拆卸槽（113），所述上模板（21）的两相对侧壁上开设有第二拆卸槽（216）。

9.根据权利要求1所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：所述射频端子（26）具有外凸环（261），所述上模板（21）的上侧螺钉固定有配合上模板（21）夹紧外凸环（261）的夹紧板（28），所述夹紧板（28）上开设有供射频端子（26）安装的第一安装孔（281），所述上模板（21）的上侧开设有供夹紧板（28）嵌设的第三嵌设槽（213）。

10.根据权利要求1所述的一种高密度芯片封装盒，其特征在于：所述上模板（21）通过固定螺钉（29）固定于下模板（11）上，所述上模板（21）的上侧开设有供固定螺钉（29）的头部嵌设的第四嵌设槽（214）。

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