[发明专利]一种具有高频互联功能的BGA陶瓷封装结构

说明书

本发明提出了一种具有高频互联功能的BGA陶瓷封装结构，包括盖板、芯片组合、陶瓷主体、BGA植球、母板、测试接头，其中陶瓷主体上设置腔体，所述腔体互相隔离，其内设置芯片组合；所述陶瓷主体顶部设置盖板实现芯片封装；所述陶瓷主体底部设置母板，所述母板与陶瓷主体底部通过BGA植球连接，母板侧面设置测试接头。本发明可补偿陶瓷封装和母板之间的平整度不一致性带来的距离差，提高焊接可靠性，并且增加了散热接触面，改善了散热效果。

技术领域

本发明涉及集成电路陶瓷封装技术领域，特别是一种具有高频互联功能的BGA(ball grid array)陶瓷封装结构。

背景技术

随着高频电路的高度集成化，高密度器件需要集成到一个封装之内。陶瓷作为封装的理想主体材料，其设计实现方法将影响封装性能的优劣。传统陶瓷封装，采用底部整体焊接比如LGA（land grid array）封装，存在问题有：

1．当焊接面积较大时，特别是超过20mm×20mm的大面积焊接，因为陶瓷材料烧结过程中的应力释放问题，底面会出现翘曲的问题，导致底面焊接出现空股，焊接可靠性下降。

2．平面焊接时一般只能通过封装边沿的半孔结构与外界母板焊接互联传输信号，内部高频信号需要通过冗长的布线走到器件边沿，这样产生的影响就是，对于到微波频段信号的来说，信号损耗大、失配严重、而且多信号间隔离度不高，如专利号（CN 105047632A）《一种小型化高隔离度陶瓷封装结构》。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种具有高频互联功能的BGA陶瓷封装结构。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种具有高频互联功能的BGA陶瓷封装结构，包括盖板、芯片组合、陶瓷主体、BGA植球、母板、测试接头，其中陶瓷主体上设置腔体，所述腔体互相隔离，其内设置芯片组合；所述陶瓷主体顶部设置盖板实现芯片封装；所述陶瓷主体底部设置母板，所述母板与陶瓷主体底部通过BGA植球连接，母板侧面设置测试接头。

进一步的，所述BGA植球采用0.3~0.76mm直径的焊球。

进一步的，所述BGA植球采用0.5mm直径的焊球。

进一步的，所述BGA植球采用锡铅或者无铅的锡银铜混合材料。

进一步的，所述陶瓷主体采用HTCC材料。

进一步的，所述陶瓷主体采用类同轴结构，以陶瓷为介质，以圆形阵列排布的通孔作为屏蔽层，以圆心位置的通孔作为信号导体，从陶瓷腔体内部直接垂直传到陶瓷底部。

进一步的，所述母板采用共面波导结构或者带线结构，其中共面波导结构是中间导线传输信号，两侧接地平面图形作为屏蔽层的平面三明治结构，所述带线结构是中间导线传输信号，上下两侧地的立体三明治结构。

进一步的，在微波毫米波频段这些应用场合，所述BGA陶瓷封装结构加设围框，所述围框内部结构与陶瓷主体的腔体一致，设置在陶瓷主体与盖板之间，用于为芯片组合提供空间余量。

更进一步的，所述围框的高度为陶瓷主体腔体深度的2倍，所述腔体深度为2~3mm。

一种封装方法，基于上述具有高频互联功能的BGA陶瓷封装结构进行封装。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）采用BGA焊接工艺结合陶瓷封装结构，可补偿陶瓷封装和母板之间的平整度不一致性带来的距离差，提高焊接可靠性，同时，相对于LGA封装底面与接地点焊接，可以充分利用底面的面积，增加散热接触面，改善散热效果。2）陶瓷内部采用类同轴结构+BGA焊球+母板传输线的形式可以有效降低信号传输带来的损耗，并且在多信号传输的时候，采用这种形式可以在立体空间上形成很好的屏蔽效果。

附图说明