CN215818078U

CN215818078U - 一种csp封装的声表面波双工器陶瓷基板

Info

Publication number: CN215818078U
Application number: CN202120632107.3U
Authority: CN
Inventors: 黄聪; 叶沈宏; 唐晓斌; 汪涛; 周恒斌; 童建喜; 罗绍谨; 卢冠宇; 谢凯南
Original assignee: Jiaxing Glead Electronics Co ltd
Current assignee: Jiaxing Glead Electronics Co ltd
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2031-03-29

Abstract

本实用新型公开了一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，所述基板包括依次叠层的顶层盘、中间层盘和底层盘，所述顶层盘、中间层盘和底层盘均包括陶瓷介质和金属焊盘，所述顶层盘、中间层盘和底层盘上的金属焊盘通过金属导电柱来上下连接，所述顶层盘上的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列。本实用新型具有平整度高的优点，有利于芯片与陶瓷基板焊点的牢靠性，具有翘曲度小的优点，有利于CSP工艺适应性，有利提高焊接封装的效率。

Description

一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板

技术领域

本实用新型涉及电子元器件封装基板领域，尤其涉及一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板。

背景技术

日本电子工业协会把CSP定义为芯片面积与封装体面积之比大于80%的封装；美国国防部元器件供应中心的J-STK-012标准把CSP定义为LSI封装产品的面积小于或等于LSI芯片面积的120%的封装。CSP封装内存不但体积小，而且也更薄，提高了内存芯片在长时间运行后的可靠性，线路阻抗显著减小，芯片速度也随之得到大幅度提高。

CSP封装的陶瓷基板是声表面波双工器芯片的载体，实现芯片在集成电路上的电气连接。CSP封装陶瓷基板，不但应具备机械强度高、散热能力好、气密性好、绝缘电阻高等物理性能，还应具备尺寸精度高、平整度佳等加工要求。因此，CSP封装陶瓷基板在满足基本性能的基础上，如何提高产品的平整度，提高CSP封装的可靠性，是产品技术发展的迫切需求。

由于CSP封装的陶瓷基板在制作过程中，涉及到金属与陶瓷的共烧匹配，异质材料的收缩存在差异，不可避免地引起陶瓷基板不同区域的平整度差异。因此，除了在材料方面提高金属与陶瓷的收缩匹配度、在工艺方面控制合理的烧结温度制度，在图形设计方面给计出合理的图形分布对提高CSP封装的陶瓷基板的平整度非常重要，平整度指标一旦提高，有利于保证CSP封装的金凸点在陶瓷基板的高度一致性。

授权公告号为CN 207517670 U的专利文件公开了一种基于声表面波器件封装的CSP1814基板，该专利公开的陶瓷基板在图案上仅呈现了一个方向的镜像对称，仍然会存在陶瓷基板的平整度不够理想的情况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，该基板结构设计合理，确保了CSP封装的可靠性和经济性。

为了实现上述实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，所述基板包括依次叠层的顶层盘、中间层盘和底层盘，所述顶层盘、中间层盘和底层盘均包括陶瓷介质和金属焊盘，所述顶层盘、中间层盘和底层盘上的金属焊盘通过金属导电柱来上下连接，所述顶层盘上的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列。

在CSP倒装焊时，声表面波双工器芯片的金凸点是与陶瓷基板的顶层盘发生焊接的，因此对于顶层盘要求最高。在顶层盘的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列的情况下，在高（低）温共烧过程中，陶瓷基板的金属部分与陶瓷部分的收缩拉伸程度也最为对称，最为均匀，从而最大程度地降低了顶层盘的平整度。

作为优选方案，所述中间层盘上的所有金属焊盘呈中心对称排列。

作为优选方案，所述顶层盘上的金属焊盘的总面积与所述底层盘上的金属焊盘的总面积之比为0.80~1.25。

在高（低）温共烧过程中，陶瓷基板由生坯烧结成熟瓷，在尺寸的三个维度上都是一个收缩的过程，因此在单位面积平面上，如果顶层盘与底层盘的金属焊盘的面积差异越大，那么必然引起顶层盘与底层盘收缩程度不一致，从而引起平整度下降，引起陶瓷基板的组合板翘曲度增大。若顶层盘的金属焊盘的总面积与上述底层盘的金属焊盘的总面积之比在0.80~1.25的范围内，有利于控制陶瓷基板的平整度，有利于改善陶瓷基板组合板翘曲度。

作为优选方案，所述顶层盘的金属焊盘的总面积与所述底层盘的金属焊盘的总面积之比为1。

作为优选方案，所述顶层盘到所述中间层盘的厚度与所述中间层盘到所述底层盘的厚度之比0.80~1.25。

当顶层盘与底层盘的面积存在差异时，还可能通过调整顶层盘到上述中间层盘的厚度与上述中间层盘到上述底层盘的厚度之比0.80~1.25，以此来进一步降低陶瓷基板的平整度。

作为优选方案，所述顶层盘到所述中间层盘的厚度与所述中间层盘到所述底层盘的厚度之比1。

作为优选方案，所述顶层盘包括第一顶层焊盘和第二顶层焊盘，所述中间层盘包括第一中间层焊盘和第二中间层焊盘，所述底层盘包括第一底层焊盘和第三底层焊盘，第一顶层焊盘、第一中间层焊盘和第一底层焊盘通过金属导电柱导通，形成信号输入通道；第二顶层焊盘、第二中间层焊盘和第三底层焊盘通过金属导电柱导通，形成信号输出通道。

作为优选方案，所述顶层盘还包括第三顶层焊盘、第四顶层焊盘和第五顶层焊盘，所述中间层盘还包括第二中间层焊盘，所述底层盘还包括第三底层焊盘和第四底层焊盘，且第三顶层焊盘、第四顶层焊盘和第五顶层焊盘通过金属导电柱连通至第二中间层焊盘，第二中间层焊盘再通过金属导电柱连通至第三底层焊盘和第四底层焊盘，形成信号接地通道。

作为优选方案，所述第五顶层焊盘成十字形，位于顶层盘的陶瓷介质的中心，所述第一顶层焊盘、第二顶层焊盘、第三顶层焊盘和第四顶层焊盘分别位于陶瓷介质的四个角部。

本实用新型公开的技术方案具有以下有益效果：

1、提供的CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，具有平整度高的优点，有利于芯片与陶瓷基板焊点的牢靠性。

2、提供的CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板组合板整体，具有翘曲度小的优点，有利于CSP工艺适应性，有利提高焊接封装的效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板的三维结构图；

图2为CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板的顶层盘结构示意图；

图3为CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板的中间层盘结构示意图；

图4为CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板的底层盘结构示意图；

图5为CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板的组合板的顶层盘结构示意图；

图6为CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板的组合板的底层盘结构示意图；

图7为对比例的陶瓷基板三维结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和本实用新型的具体实施例，对本实用新型的结构作进一步地说明。

如图1至图4所示，一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，包括依次叠层的顶层盘100、中间层盘200和底层盘300，所述顶层盘100、中间层盘200和底层盘300均包括陶瓷介质和金属焊盘，所述顶层盘100、中间层盘200和底层盘300上的金属焊盘通过金属导电柱来上下连接，所述顶层盘100上的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列，所述中间层盘200上的所有金属焊盘呈中心对称排列。

所述顶层盘100包括第一顶层焊盘110和第二顶层焊盘120，所述中间层盘200包括第一中间层焊盘210和第二中间层焊盘220，所述底层盘300包括第一底层焊盘310和第二底层焊盘320，第一顶层焊盘110、第一中间层焊盘210和第一底层焊盘310通过金属导电柱导通，形成信号输入通道；第二顶层焊盘120、第二中间层焊盘220和第二底层焊盘320通过金属导电柱导通，形成信号输出通道。

所述顶层盘100还包括第三顶层焊盘131、第四顶层焊盘132和第五顶层焊盘133，所述中间层盘200还包括第三中间层焊盘230，所述底层盘300还包括第三底层焊盘331和第四底层焊盘332，且第三顶层焊盘131、第四顶层焊盘132和第五顶层焊盘133通过金属导电柱连通至第三中间层焊盘230，第三中间层焊盘230再通过金属导电柱连通至第三底层焊盘331和第四底层焊盘332，形成信号接地通道。

所述第五顶层焊盘133成十字形，位于顶层盘100的陶瓷介质的中心，所述第一顶层焊盘110、第二顶层焊盘120、第三顶层焊盘131和第四顶层焊盘132分别位于陶瓷介质的四个角部。

上述的CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板由多层陶瓷共烧工艺制作而成。多层共烧陶瓷工艺，为本领域技术人员所知的低温共烧陶瓷技术（LTCC）或高温共烧陶瓷技术（HTCC）。具体地，工艺流程包括：粉体制备、陶瓷浆料制备、流延成型、生瓷带分切、钻孔、填孔、丝网印刷、生坯切割、低温（850~900度）或高温（1400~1650度）金属陶瓷共烧结、抚平等工序组成。

由上述结构的基板构成的组合板的结构如图5和图6所示，当采用不同工艺及参数时，组合板的平整度与组合板翘曲度参数也不相同，具体参见实施例1-4，以及对比例1.

实施例1

本实施例的CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，采用高温共烧陶瓷工艺制备而成。从结构上，陶瓷基板包括依次叠层的顶层盘、中间层盘和底层盘，顶层盘100、中间层盘200和底层盘300均由陶瓷介质和金属焊盘组成，陶瓷介质材料为氧化铝陶瓷，金属焊盘为多层复合材料，自底而上依次为钨、镍、金，金属焊盘通过金属导电柱来上下连接。

其中，顶层盘100的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列。中间层盘200的所有金属焊盘呈中心对称排列。顶层盘100的金属焊盘的总面积与底层盘300的金属焊盘的总面积之比为0.80。顶层盘100到中间层盘200的厚度与中间层盘200到底层盘300的厚度之比0.80。

实施例2

本实施例的CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，采用低温共烧陶瓷工艺制备而成。从结构上，陶瓷基板包括依次叠层的顶层盘、中间层盘和底层盘，顶层盘100、中间层盘200和底层盘300均由陶瓷介质和金属焊盘组成，陶瓷介质材料为低温烧结陶瓷，金属焊盘为多层复合材料，自底而上依次为银、镍、金，金属焊盘通过金属导电柱来上下连接。

其中，顶层盘100的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列。中间层盘200的所有金属焊盘呈中心对称排列。顶层盘100的金属焊盘的总面积与底层盘300的金属焊盘的总面积之比为0.95。顶层盘100到中间层盘200的厚度与中间层盘200到底层盘300的厚度之比0.90。

实施例3

其中，顶层盘100的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列。中间层盘200的所有金属焊盘呈中心对称排列。顶层盘100的金属焊盘的总面积与底层盘300的金属焊盘的总面积之比为1。顶层盘100到中间层盘200的厚度与中间层盘200到底层盘300的厚度之比1。

实施例4

其中，顶层盘100的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列。中间层盘200的所有金属焊盘呈中心对称排列。顶层盘100的金属焊盘的总面积与底层盘300的金属焊盘的总面积之比为1.20。顶层盘100到中间层盘200的厚度与中间层盘200到底层盘300的厚度之比1.25。

对比例1

本对比例的CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，采用高温共烧陶瓷工艺制备而成。从结构上，陶瓷基板包括依次叠层的顶层盘、中间层盘和底层盘，顶层盘100、中间层盘200和底层盘300均由陶瓷介质和金属焊盘组成，陶瓷介质材料为氧化铝陶瓷，金属焊盘为多层复合材料，自底而上依次为钨、镍、金，金属焊盘通过金属导电柱来上下连接。

其中，顶层盘100和中间层盘200的所有金属焊盘排列如图7所示。顶层盘100的金属焊盘的总面积与底层盘300的金属焊盘的总面积之比为0.80。顶层盘100到中间层盘200的厚度与中间层盘200到底层盘300的厚度之比0.80。

本实用新型各实施例与对比例的中的基板的平整度与组合板翘曲度参数如表1。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1
						平整度/um	6.4	4.8	3.2	3.1	15
组合板翘曲度/um	221	184	127	89	359

在不脱离本实用新型精神或必要特性的情况下，可以其它特定形式来体现本实用新型创造。应将上述具体实施例各方面仅视为解说性而非限制性。因此，本实用新型创造的范畴如随附申请专利范围所示而非如前述说明所示。所有落在申请专利范围的等效意义及范围内的变更应视为落在申请专利范围的范畴内。

Claims

1.一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，所述基板包括依次叠层的顶层盘（100）、中间层盘（200）和底层盘（300），所述顶层盘（100）、中间层盘（200）和底层盘（300）均包括陶瓷介质和金属焊盘，所述顶层盘（100）、中间层盘（200）和底层盘（300）上的金属焊盘通过金属导电柱来上下连接，其特征在于，所述顶层盘（100）上的所有金属焊盘同时呈中心对称和镜面对称排列。

2.根据权利要求1所述的一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，其特征在于，所述中间层盘（200）上的所有金属焊盘呈中心对称排列。

3.根据权利要求1所述的一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，其特征在于，所述顶层盘（100）上的金属焊盘的总面积与所述底层盘（300）上的金属焊盘的总面积之比为0.80~1.25。

4.根据权利要求3所述的一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，其特征在于，所述顶层盘（100）的金属焊盘的总面积与所述底层盘（300）的金属焊盘的总面积之比为1。

5.根据权利要求1所述的一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，其特征在于，所述顶层盘（100）到所述中间层盘（200）的厚度与所述中间层盘（200）到所述底层盘（300）的厚度之比0.80~1.25。

6.根据权利要求5所述的一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，其特征在于，所述顶层盘（100）到所述中间层盘（200）的厚度与所述中间层盘（200）到所述底层盘（300）的厚度之比1。

7.根据权利要求1所述的一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，其特征在于，所述顶层盘（100）包括第一顶层焊盘（110）和第二顶层焊盘（120），所述中间层盘（200）包括第一中间层焊盘（210）和第二中间层焊盘（220），所述底层盘（300）包括第一底层焊盘（310）和第二底层焊盘（320），第一顶层焊盘（110）、第一中间层焊盘（210）和第一底层焊盘（310）通过金属导电柱导通，形成信号输入通道；第二顶层焊盘（120）、第二中间层焊盘（220）和第二底层焊盘（320）通过金属导电柱导通，形成信号输出通道。

8.根据权利要求7所述的一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，其特征在于，所述顶层盘（100）还包括第三顶层焊盘（131）、第四顶层焊盘（132）和第五顶层焊盘（133），所述中间层盘（200）还包括第三中间层焊盘（230），所述底层盘（300）还包括第三底层焊盘（331）和第四底层焊盘（332），且第三顶层焊盘（131）、第四顶层焊盘（132）和第五顶层焊盘（133）通过金属导电柱连通至第三中间层焊盘（230），第三中间层焊盘（230）再通过金属导电柱连通至第三底层焊盘（331）和第四底层焊盘（332），形成信号接地通道。

9.根据权利要求8所述的一种CSP封装的声表面波双工器陶瓷基板，其特征在于，所述第五顶层焊盘（133）成十字形，位于顶层盘（100）的陶瓷介质的中心，所述第一顶层焊盘（110）、第二顶层焊盘（120）、第三顶层焊盘（131）和第四顶层焊盘（132）分别位于陶瓷介质的四个角部。