[发明专利]一种用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术，具体涉及一种用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装。

背景技术

系统级封装(SystemInaPackage，简称SiP)主要是通过3D封装技术将具有完整系统功能的多种芯片原片放入在一个芯片封装之内，实现系统功能的集成和体积、重量的降低，是芯片设计技术、3D封装技术、基板、管壳设计加工制造技术等多种先进设计及加工技术高度交叉融合的产物。在SiP中可以利用芯片、裸芯片、无源器件等进行混合封装，实现更多的系统功能、具有更加灵活、成本低等特点。

混合封装发展已经有了多年的历史，从最早的组件级产品到目前的系统芯片都可以看到混合封装技术的应用。但是，早期混合封装主要是利用厚薄膜集成电路制造工艺，在陶瓷基板或PCB板上实现有源器件、无源器件等器件的集成。随着技术的发展，采用裸芯片的系统级封装(SiP)技术目前成为主流。而采用芯片和裸芯片进行混合封装的尝试也在不断进行。但由于工艺水平的限制和相关产业配套分工等问题，采用芯片和裸芯片进行混合封装的尝试和成功的产品较少。

目前，采用表贴封装的芯片与裸芯片集成的方式较多，包括BGA、QFP等表贴形式。对于采用传统工艺混合封装BGA芯片存在焊接虚焊，封装存在空气等问题，严重影响产品质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是,设计一种用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装。该封装利用有机基板进行混合封装BGA芯片，可以实现大规模BGA芯片在塑封SiP系统芯片中的无焊接集成，并提高产品封装的可靠性和封装质量。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：设计一种用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装，其特征在于该封装包括有机基板，在有机基板的上部中心设有与BGA芯片匹配的安装腔体，安装腔体为棱台状，至少一个侧面为等腰梯形斜面，等腰梯形斜面与腔体底面的夹角为105-130°，BGA芯片放入安装腔体后，至少一个侧面留有塑封料流入口，安装腔体的深度为有机基板厚度的1/6-1/2，安装腔体底面设有半球形凹槽，半球形凹槽的尺寸规格及数量与BGA芯片的BGA焊球的尺寸规格及数量相匹配，且半球形凹槽的内表面镀有金属层；所述有机基板的底面每平方厘米均布设有4-6个用于抽真空的通孔。

与现有技术相比，本发明采用有机基板进行混合封装BGA芯片，可以实现BGA芯片的内埋，减小SiP系统芯片产品的厚度和体积；通过真空吸力实现良好电气连接后，利用塑封材料将BGA芯片固定在腔体内，可以实现BGA芯片的免焊接，同时利用真空吸力，可以将塑封材料填充到BGA芯片下，提高产品的可靠性。此外，本发明与现有的SiP工艺兼容性较好，有效解决了现有利用贴片工艺造成BGA焊球之间短路等问题。

附图说明

图1为本发明用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装一种实施例的有机基板1的主视结构示意图；

图2为本发明用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装一种实施例的有机基板1的的立体结构示意图；

图3为本发明用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装一种实施例的工艺原理示意图；

图4为本发明用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装一种实施例的工艺流程示意图；

在图中，1.有机基板，2.BGA芯片，11.通孔，12.半球形凹槽，13.安装腔体，14.塑封料流入口，21.BGA焊球。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明设计的用于混合封装的BGA芯片内埋的无焊接封装(简称封装，参见图1-3)，其特征在于该封装包括有机基板1，在有机基板1的上部中心设有与BGA芯片2匹配的安装腔体13，安装腔体13为棱台状，至少一个侧面为等腰梯形斜面，等腰梯形斜面与安装腔体底面的夹角α为105-130°，BGA芯片2放入安装腔体13后，至少一个侧面留有塑封料流入口14，安装腔体13的深度为有机基板1厚度的1/6-1/2，安装腔体底面设有半球形凹槽12，半球形凹槽12的尺寸规格及数量与BGA芯片的BGA焊球21的尺寸规格及数量相匹配，且半球形凹槽12的内表面镀有金属层；所述有机基板1的底面每平方厘米均布设有4-6个用于抽真空的通孔11。

本发明封装的进一步特征在于所述等腰梯形斜面与安装腔体底面的夹角α为115°。

本发明封装的进一步特征在于所述安装腔体13对称的两个侧面为等腰梯形斜面，BGA芯片2放入安装腔体13后，该两个侧面留有塑封料流入口14。