一种专用芯片封装架构、电子设备及封装方法技术

本发明专利技术公开一种专用芯片封装架构、电子设备及封装方法。所述架构包括第一和第二封装结构：第一封装结构包括一块基板以及设置于基板之上的多个芯片，每个芯片通过各自的电气接口连接基板上对应的接口焊盘组，接口焊盘组通过所述基板的内部布线层连接或引出到基板的焊球；第二封装结构中，采用芯片替换第一封装结构中的一个或多个芯片，而复用第一封装结构中的其他部件。所述电子设备包括电路板和所述的专用芯片封装架构，专用芯片封装架构通过连接件和所述电路板连接。所述封装方法为实现专用芯片封装架构的实施过程。本发明专利技术能够复用基板快速实现领域应用定制的专用芯片结构，降低了研发成本、缩短了研制周期，实现了芯片结构的封装时可重构。封装时可重构。封装时可重构。

【技术实现步骤摘要】
一种专用芯片封装架构、电子设备及封装方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是一种专用芯片封装架构、电子设备及封装方法。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的发展，电子设备向着小型化、轻型化的方向发展，一方面基于更高工艺的片上系统(System on Chip，SoC)可以实现更高的集成度，在单片裸片中集成更多的晶体管，实现更复杂的功能；另一方面，基于系统级封装(System in Package，SiP)可以复用裸片，在一个芯片内集成多个裸片，极大地提高封装集成度减小封装尺寸。与SoC技术相比，SiP技术的优势主要体现在周期短、成本低、研发难度低、可以实现异构工艺集成等，成为目前主流的封装技术。
[0003]如图1所示，典型的SiP封装芯片基本结构包括基板10，布置于基板之上的多个裸片201、301、401，基板和裸片之间通过引线键合(Wire Bond，WB)(W1)或倒装(FlipChip)的微凸点(F1)实现电气连接，基板内部通过布线层实现裸片之间的连接或引出到芯片的焊球101，芯片内部使用介电材料11填充。
[0004]基于SiP技术的芯片可以复用成熟的裸片，然而需要根据芯片功能设计和制造基板，无法复用基板，成为SiP芯片的设计制造瓶颈。面向特定领域的专用芯片往往架构相同，功能部件有差异。如在5G物理层芯片中，通常包括数字前端(DFE)、FFT/iFFT、前向纠错码(FECEncode/Decode)、微控制单元(MCU)等功能模块；依据实现的协议不同，编码可以采用LDPC也可以采用Turbo等不同模块。使用通用可编程器件实现不同编码模块，可以复用资源但性能和能效较低；使用专用编码芯片实现不同编码功能，性能和能效更高，但需冗余配备资源(在一个芯片中实现LDPC和Turbo两种功能)或重新设计不同封装分别配备LDPC和Turbo。因此，针对面向领域应用的专用芯片，如何复用各功能部件芯片和基板，实现封装时可重构成为目前很有必要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种专用芯片封装架构及电子设备，能够面向领域应用的专用芯片复用基板和功能部件裸片，实现封装时可重构，减少研制成本、缩短研制周期、提高芯片整体能效。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种专用芯片封装架构，包括第一封装结构和第二封装结构：
[0007]所述第一封装结构包括一块基板以及设置于基板之上的多个芯片，每个芯片通过各自的电气接口连接基板上对应的接口焊盘组，所述接口焊盘组通过所述基板的内部布线层连接或引出到所述基板的焊球；
[0008]所述第二封装结构中，采用芯片替换所述第一封装结构中的一个或多个芯片，而复用第一封装结构中的其他部件。
[0009]进一步地，所述第二封装结构中，替换的芯片与被替换的芯片具有相同的电气接口，并与基板上的接口焊盘组实现电气连接。
[0010]进一步地，所述第一封装结构包括一块基板，以及设置于所述基板之上的第一芯片、第二芯片、第三芯片；所述基板上布置有第一接口焊盘组、第二接口焊盘组、第三接口焊盘组，所述第一接口焊盘组、第二接口焊盘组、第三接口焊盘组通过所述基板内部布线层连接或引出到所述基板的焊球；所述第一芯片布置有第一电气接口，第二芯片布置有第二电气接口、第三芯片布置有第三电气接口，所述第一芯片通过所述第一电气接口与所述基板的第一接口焊盘组连接，所述第二芯片通过所述第二电气接口与所述基板的第二接口焊盘组连接，所述第三芯片通过所述第三电气接口与所述基板的第三接口焊盘组连接。
[0011]进一步地，所述第二封装结构中，第四芯片替换所述第一封装结构中的第一芯片，所述第四芯片与所述第一芯片布置同一第一电气接口，所述第二封装结构复用所述第一封装结构中除所述第一芯片以外的其他部件。
[0012]进一步地，所述第二封装结构中，第四芯片替换所述第一封装结构中的第一芯片，第五芯片替换所述第一封装结构中的第二芯片；所述第四芯片与所述第一芯片布置同一第一电气接口，所述第五芯片与所述第二芯片布置同一第二电气接口，所述第四芯片与所述第一芯片与所述基板上所述第一接口焊盘组实现电气连接，所述第五芯片与所述第二芯片与所述基板上所述第二接口焊盘组实现电气连接。
[0013]进一步地，第一、第二、第三电气接口为第一、第二、第三微凸点，第一、第二、第三接口焊盘组为微凸点或焊盘，对应地通过焊料连接。
[0014]进一步地，第一、第二、第三电气接口为第四、第五、第六接口焊盘组，基板上的第一、第二、第三接口焊盘组同为焊盘，第一与第四、第二与第五、第三与第六焊盘组之间的连接方式包括混合键合、表面活化键合或原子扩散键合。
[0015]进一步地，所述第二封装结构中的第四芯片与所述第一封装结构中的第一芯片具有相同的电气接口，但具有不同的外形尺寸；所述基板预留出足够大的尺寸空间，使替换的第四芯片不影响布置于所述基板之上的第二、第三芯片。
[0016]一种电子设备，所述电子设备包括电路板和权利要求1
‑
8任一项所述的专用芯片封装架构，所述专用芯片封装架构通过连接件和所述电路板连接。
[0017]一种专用芯片封装方法，具体如下：
[0018]首先，设置第一封装结构和第二封装结构；
[0019]其次，第一封装结构设有一块基板，该基板之上设置多个芯片，每个芯片通过各自的电气接口连接基板上对应的接口焊盘组，所述接口焊盘组通过所述基板的内部布线层连接或引出到所述基板的焊球；
[0020]再次，第二封装结构中，采用芯片替换所述第一封装结构中的一个或多个芯片，而复用第一封装结构中的其他部件；替换的芯片与被替换的芯片具有相同的电气接口，并与基板上的接口焊盘组实现电气连接。
[0021]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)设计了一种芯片封装架构及电子设备，通过确定的基板接口焊盘组和对应的芯片电气接口，能够复用基板快速实现领域应用定制的专用芯片结构；(2)降低了研发成本和缩短研制周期，实现芯片结构的封装时可重构。
附图说明
[0022]图1是典型SiP封装芯片基本结构示意图。
[0023]图2是本专利技术一种专用芯片封装架构及电子设备的结构示意图。
[0024]图3本专利技术实施例1提供的一种专用芯片封装架构示意图。
[0025]图4本专利技术实施例2提供的一种专用芯片封装架构示意图。
[0026]图5本专利技术实施例3提供的一种专用芯片封装架构示意图。
[0027]图6本专利技术实施例4提供的一种专用芯片封装架构示意图。
[0028]图7本专利技术实施例5提供的一种专用芯片封装架构示意图。
具体实施方式
[0029]第一方面，本专利技术提供一种专用芯片封装架构。
[0030]所述专用芯片封装架构包括：第一封装结构和第二封装结构，所述第一封装结构包括一块基板，以及设置于基板之上的第一芯片、第二芯片和第三芯片；所述第一芯片、第二芯片、第三芯片通过各自的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种专用芯片封装架构，其特征在于，包括第一封装结构和第二封装结构：所述第一封装结构包括一块基板以及设置于基板之上的多个芯片，每个芯片通过各自的电气接口连接基板上对应的接口焊盘组，所述接口焊盘组通过所述基板的内部布线层连接或引出到所述基板的焊球；所述第二封装结构中，采用芯片替换所述第一封装结构中的一个或多个芯片，而复用第一封装结构中的其他部件。2.根据权利要求1所述的专用芯片封装架构，其特征在于，所述第二封装结构中，替换的芯片与被替换的芯片具有相同的电气接口，并与基板上的接口焊盘组实现电气连接。3.根据权利要求1所述的专用芯片封装架构，其特征在于，所述第一封装结构包括一块基板，以及设置于所述基板之上的第一芯片、第二芯片、第三芯片；所述基板上布置有第一接口焊盘组、第二接口焊盘组、第三接口焊盘组，所述第一接口焊盘组、第二接口焊盘组、第三接口焊盘组通过所述基板内部布线层连接或引出到所述基板的焊球；所述第一芯片布置有第一电气接口，第二芯片布置有第二电气接口、第三芯片布置有第三电气接口，所述第一芯片通过所述第一电气接口与所述基板的第一接口焊盘组连接，所述第二芯片通过所述第二电气接口与所述基板的第二接口焊盘组连接，所述第三芯片通过所述第三电气接口与所述基板的第三接口焊盘组连接。4.根据权利要求3所述的专用芯片封装架构，其特征在于，所述第二封装结构中，第四芯片替换所述第一封装结构中的第一芯片，所述第四芯片与所述第一芯片布置同一第一电气接口，所述第二封装结构复用所述第一封装结构中除所述第一芯片以外的其他部件。5.根据权利要求3所述的专用芯片封装架构，其特征在于，所述第二封装结构中，第四芯片替换所述第一封装结构中的第一芯片，第五芯片替换所述第一封装结构中的第二芯片；所述第四芯片与所述第一芯片布置同一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王观武，范建华，王康，陈桂林，胡敏慧，胡永扬，赵框，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：