CN220821560U - 一种基于htcc基板的封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于HTCC基板的封装结构，包括：基板，其设置有安装空间，用于放置待封装芯片；盖板，其通过框架与所述基板的顶面固定连接；其中，所述安装空间为下沉式凹槽，在所述安装空间的外周设有第一布线层和第二布线层，所述第一布线层与所述第二布线层通过键合金丝与芯片上的键合焊盘电气连接；所述第一布线层与所述第二布线层呈台阶状设置。本实用新型中的第一布线层和第二布线层，能够满足芯片与基板走线的高密度金丝键合要求，保证两者的可靠连接，提高了布线密度，提高了信号质量，减小了封装面积；同时，采用框架和盖板的方式进行封装，保证了封装的高强度、高可靠性和气密性，能够保护芯片免受外部冲击和恶劣环境的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据通信的技术领域，具体涉及一种基于HTCC基板的封装结构。
背景技术
随着电子产品的不断发展，对于芯片封装技术的要求也越来越高。高密度BGA（球栅阵列Ball Grid Array）封装技术因其具有小尺寸、高集成度和良好的电热性能等优势，成为现代电子产品中常用的封装方式之一。控制器裸芯片一般需要经过微组装工艺，采用塑封或陶瓷封装后应用。常规的BGA封装芯片多采用环氧印制板和塑料管壳进行塑封，这种封装形式耐湿热及恶劣环境的性能较差，散热性能差，无法应用于航空航天等高可靠性要求的领域。
普通无引线陶瓷封装焊点无应力缓冲，陶瓷封装管壳因与环氧印制板的热膨胀系数差异，在焊接装配到印制板后，高低温循环过程中封装芯片尺寸较大，可能导致焊点开裂。有引线陶瓷封装虽可以缓冲应力，但封装尺寸较大，无法满足高密度封装应用。
综上，现需要设计一种基于HTCC基板的封装结构来解决现有技术中的上述问题。
实用新型内容
为解决上述现有技术中问题，本实用新型提供了一种基于HTCC基板的封装结构，解决了现有的封装结构散热性差且可靠性差的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于HTCC基板的封装结构，包括：
基板，其设置有安装空间，用于放置待封装芯片；
盖板，其通过框架与所述基板的顶面固定连接；
其中，所述安装空间为下沉式凹槽，在所述安装空间的外周设有第一布线层和第二布线层，所述第一布线层与所述第二布线层通过键合金丝与芯片上的键合焊盘电气连接；
所述第一布线层与所述第二布线层呈台阶状设置。
在本实用新型的一些实施例中，所述安装空间的底部设有多个散热通孔，所述散热通孔的设置位置与所述芯片的放置位置对应。
在本实用新型的一些实施例中，所述基板设有多个陶瓷层，每个陶瓷层均设有信号通孔，相邻陶瓷层上的所述信号通孔相错设置。
在本实用新型的一些实施例中，所述散热通孔与所述信号通孔交错设置，防止信号线路短路。
在本实用新型的一些实施例中，所述框架与所述基板的顶面通过银铜高温焊接。
在本实用新型的一些实施例中，所述框架为矩形框结构，其靠近所述基板的顶面边缘设置。
在本实用新型的一些实施例中，所述盖板与所述框架通过平行缝焊或金锡焊接的方式固定连接。
在本实用新型的一些实施例中，所述基板的底部焊接有锡球，所述基板与印制板间的距离不小于所述锡球的球径。
在本实用新型的一些实施例中，所述基板的底部设有金属焊盘，所述锡球通过钢网焊接在所述金属焊盘表面。
本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
本实用新型通过设置第一布线层和第二布线层，能够满足芯片与基板走线的高密度金丝键合要求，保证两者的可靠连接，提高了布线密度，提高了信号质量，减小了封装面积；同时，采用框架和盖板的方式进行封装，保证了封装的高强度、高可靠性和气密性，能够保护芯片免受外部冲击和恶劣环境的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例所示出的一种基于HTCC基板的封装结构的结构示意图一。
图2为本实用新型实施例所示出的一种基于HTCC基板的封装结构的结构示意图二。
图3为图1的俯视图。
图4为图3中的C-C向剖面图。
图5为本实用新型实施例所示出的封装结构的剖面立体示意图。
附图标记：100、基板；110、第一布线层；120、第二布线层；130、信号过孔；140、散热过孔；200、盖板；300、框架；400、芯片；500、键合金丝；600、焊球。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
参照图1-图5所示，一种基于HTCC基板100的封装结构，包括：
基板100，其设置有安装空间，用于放置待封装芯片400；
盖板200，其通过框架300与所述基板100的顶面固定连接；
其中，所述安装空间为下沉式凹槽，在所述安装空间的外周设有第一布线层110和第二布线层120，所述第一布线层110与所述第二布线层120通过键合金丝500与芯片400上的键合焊盘电气连接；
所述第一布线层110与所述第二布线层120呈台阶状设置。
具体地，基板100是具有一定厚度的陶瓷基板100，其由多个陶瓷层组成，其中的安装空间位于所述基板100的中心位置，因为所述第一布线层110和所述第二布线层120为台阶式的结构，所以该安装空间即形成了下沉式凹槽，所述芯片400放置于该安装空间内。
所述芯片400上的键合焊盘与所述第一布线层110和所述第二布线层120通过金丝键合完成电气连接，即实现了所述芯片400的信号传输。
在本实用新型的一些实施例中，对于封装方式，所述框架300与所述基板100的顶面通过银铜高温焊接。
具体地，参照图3和图5所示，所述框架300为矩形框结构，其靠近所述基板100的顶面边缘设置。该框架300的底部与所述基板100的顶面焊接，另外，所述盖板200的底面边缘位置为了配合所述框架300的结构设置了避让结构，该避让结构能够与所述框架300卡接进行限位。
在本实用新型的一些实施例中，所述盖板200与所述框架300通过平行缝焊或金锡焊接的方式固定连接。
以上的连接方式保证了封装的高强度、高可靠性和气密性，能够有效增强芯片400耐受恶劣环境的能力，提高产品的可靠性，可使芯片400应用于航空航天等高可靠性应用需求的领域。
在本实用新型的一些实施例中，对于所述第一布线层110和所述第二布线层120，其中，所述芯片400的键合焊盘采用薄膜光刻工艺制作，焊盘尺寸约0.09mm，盘间距约0.01mm，焊盘密度较大。所述第一布线层110和所述第二布线层120采用厚膜印刷工艺，线条和线间距约0.1-0.15mm，为保证芯片400与所述第一布线层110和所述第二布线层120的布线一一键合对应，提高了芯片400与陶瓷线路的键合密度，实现了芯片400与陶瓷线路上的高密度可靠连接，减小了基板100的尺寸。
在一些实施例中，控制器裸芯片400有64个键合焊盘，通过所述第一布线层110和所述第二布线层120形成的双层陶瓷布线与基板100底面的64个焊盘一一对应，实现芯片400的高密度封装。
在本实用新型的一些实施例中，参照图4所示，所述基板100设有多个陶瓷层，每个陶瓷层均设有信号通孔，相邻陶瓷层上的所述信号通孔相错设置。
具体地，所述芯片400的键合焊盘与基板100上的线路键合后，基板100上的键合盘与背面的BGA焊盘通过陶瓷层间信号过孔130实现一一对应连接。
在本实用新型的一些实施例中，为了提高基板100的散热效果，所述安装空间的底部设有多个散热通孔，所述散热通孔的设置位置与所述芯片400的放置位置对应。所述散热通孔内填充有金属浆料，提高了芯片400的散热性能，降低芯片400温度，提高整体的可靠性和稳定性。
所述散热通孔与所述信号通孔交错设置，一方面防止信号线路短路，另一方面可提高整体结构的可靠性和气密性。
在本实用新型的一些实施例中，参照如2和图4所示，所述基板100的底部焊接有锡球，所述基板100与印制板间的距离不小于所述锡球的球径。
在本实用新型的一些实施例中，所述基板100的底部设有金属焊盘，所述锡球通过钢网焊接在所述金属焊盘表面。
具体地，通过钢网印刷的方式，在基板100底部的金属焊盘表面印刷焊锡膏，然后通过专用钢网在焊锡上放置锡球，通过回流焊炉后，进行焊球与金属焊盘的焊接，至此完成整个芯片400的封装。
基板100底部的金属焊盘尺寸为0.4mm，高铅锡球球径为0.5mm，采用高铅锡球熔点为290℃，保证在与印制板装配回流焊接时（炉温230℃），锡球不塌陷，保证基板100与印制板的间距至少0.5mm，该高度有效缓冲了基板100和印制板由于热膨胀系数不匹配对焊点产生的应力，提高了焊接强度和焊接可靠性。
本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
本实用新型通过设置第一布线层110和第二布线层120，能够满足芯片400与基板100走线的高密度金丝键合要求，保证两者的可靠连接，提高了布线密度，提高了信号质量，减小了封装面积；同时，采用框架300和盖板200的方式进行封装，保证了封装的高强度、高可靠性和气密性，能够保护芯片400免受外部冲击和恶劣环境的影响。
在上述实施方式的描述中，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。
以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，包括：
基板，其设置有安装空间，用于放置待封装芯片；
盖板，其通过框架与所述基板的顶面固定连接；
其中，所述安装空间为下沉式凹槽，在所述安装空间的外周设有第一布线层和第二布线层，所述第一布线层与所述第二布线层通过键合金丝与芯片上的键合焊盘电气连接；
所述第一布线层与所述第二布线层呈台阶状设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，所述安装空间的底部设有多个散热通孔，所述散热通孔的设置位置与所述芯片的放置位置对应。
3.根据权利要求2所述的一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，所述基板设有多个陶瓷层，每个陶瓷层均设有信号通孔，相邻陶瓷层上的所述信号通孔相错设置。
4.根据权利要求3所述的一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，所述散热通孔与所述信号通孔交错设置，防止信号线路短路。
5.根据权利要求1所述的一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，所述框架与所述基板的顶面通过银铜高温焊接。
6.根据权利要求1所述的一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，所述框架为矩形框结构，其靠近所述基板的顶面边缘设置。
7.根据权利要求1所述的一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，所述盖板与所述框架通过平行缝焊或金锡焊接的方式固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，所述基板的底部焊接有锡球，所述基板与印制板间的距离不小于所述锡球的球径。
9.根据权利要求8所述的一种基于HTCC基板的封装结构，其特征在于，所述基板的底部设有金属焊盘，所述锡球通过钢网焊接在所述金属焊盘表面。
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