一种预成型焊片、立体互联结构及立体互联封装方法技术

本发明专利技术公开了一种预成型焊片、立体互联结构及立体互联封装方法，焊片的环形主体上设有用于容纳焊盘的开口，互联焊盘位于所述开口内，互联焊盘上具有从边缘向所述开口内缘延伸的连接部，所述连接部远离互联焊盘一端与所述开口内缘连接。本发明专利技术的立体互联封装方法，用于立体互联结构的上下层电路整体焊接，通过上述预成型焊片，将互联焊盘预制在环形主体上，便于焊片的整体一体化加工，避免使用焊膏时高含量有机组分的影响，在焊接中，环形主体设计保证上下层电路之间芯片容纳空间的密封，并且焊接完成即满足气密封装要求，同时互联焊盘预制在环形主体上，焊接时利用焊材表面张力焊盘与主体分离，保证上下层电路互联焊接的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种预成型焊片、立体互联结构及立体互联封装方法


[0001]本专利技术涉及立体互联封装
，尤其涉及一种预成型焊片、立体互联结构及立体互联封装方法。

技术介绍

[0002]随着微电子技术的进步，芯片集成度大幅提高，多芯片互联信号延迟、串扰及电感电容耦合影响越来越大。电子封装已成为限制电子设备性能提升的主要因素之一。
[0003]立体组装充分利用高度空间体积，实现多层电路叠层，提高组装效率高，降低互联长度。立体互联是获得尺寸小、重量轻的封装结构的重要方法。目前经常采用的立体组装互联形式有金属连接器、毛纽扣、BGA互联等，金属连接器互联结构体积大、互联密度低。毛纽扣互联具有免焊接、易拆卸、便于维护的特点。专利CN203827598U公布了一种采用毛纽扣连接的微波垂直互联电路，实现了LTCC基板和植针PCB分线板的立体互联，提高了垂直互联可靠性，但毛扭扣成本较高。BGA互联具有一致性好、集成密度高、互联长度短等优势。专利CN108063302B公布了一种射频基板垂直互联结构。利用共面波导射频基板垂直通孔和BGA相结合的结构，提供了一种易于集成、色散效应小、具有良好电气性能的毫米波微波垂直互联的电路结构。但由于其相关技术不具备气密性，无法实现裸芯片的气密性封装。
[0004]气密性封装可以防止外来环境污染物以及水汽引起的金属腐蚀,避免引起芯片的短路、断路与破坏，从而提高电子封装可靠性。气密性封装一般采用熔焊、钎焊。钎焊封装产品与熔封产品比较，具有工作速度快、成品率高、重复性好、抗腐蚀性能好和应用范围广。专利CN104201113公布了一种系统级封装的气密密封结构及其制造方法，采用预成型焊料片软钎焊的方法解决了硅基电路板上集成多种芯片的难题，可实现大面积气密封装。专利CN104952808A公布了一种预置金锡盖板及其制造方法,用于金属气密封装。密封的结构通常无法同时实现多层信号的立体互联，立体互联层数受限。专利CN111933577A公布了一种气密封装单元局部大面积焊接板级互连集成方法。在气密性封装完成之后，进一步预置焊球/焊柱，实现气密性封装单元与系统母板的信号连接。
[0005]为适应电子装备微型化、高可靠、多功能和低成本发展需要，本专利技术提出一种基于预成型焊片的立体互联及封装方法。解决立体组装中垂直互联和气密性封装不能兼顾的问题。将包含数字、模拟等多种功能芯片内置于多层电路中，设计制造采用特定的预成型焊片焊接，通过共晶摩擦焊接实现层间互联和气密性封装。

技术实现思路

[0006]为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种预成型焊片、立体互联结构及立体互联封装方法。
[0007]本专利技术提出的一种预成型焊片，包括环形主体和互联焊盘，所述环形主体上设有用于容纳焊盘的开口，互联焊盘位于所述开口内，互联焊盘上具有从边缘向所述开口内缘延伸的连接部，所述连接部远离互联焊盘一端与所述开口内缘连接。
[0008]优选地，所述环形主体上分布有多个开口。
[0009]优选地，所述开口内设有多个间隔布置的互联焊盘，互联焊盘上设有与所述开口内缘连接的第一连接部和/或与相邻互联焊盘连接的第二连接部。
[0010]优选地，所述第二连接部的宽度从中部向两端逐渐增大。
[0011]优选地，所述第一连接部的宽度向远离互联焊盘的方向逐渐减小。
[0012]本专利技术中，所提出的预成型焊片，由环形主体和互联焊盘构成，所述环形主体上设有用于容纳焊盘的开口，互联焊盘位于所述开口内，互联焊盘上具有从边缘向所述开口内缘延伸的连接部，所述连接部远离互联焊盘一端与所述开口内缘连接。通过上述优化设计的预成型焊片，用于立体互联结构的上下层电路整体焊接，将互联焊盘预制在环形主体上，便于焊片的整体一体化加工，避免使用焊膏时高含量有机组分的影响，同时环形主体设计保证上下层电路之间芯片容纳空间的密封，保证焊接完成即满足气密封装要求，同时互联焊盘预制在环形主体上，焊接时利用焊材表面张力焊盘与主体分离，保证上下层电路互联焊接的可靠性。
[0013]本专利技术还提出一种立体互联封装方法，用于将上层电路和下层电路焊接形成立体互联结构，其中，上层电路底部具有用于容纳元器件的上容纳槽和围绕所述上容纳槽延伸的上封装部，所述上封装部上设有上隔离区，所述上隔离区内设有上层封装焊盘，下层电路顶部具有用于容纳元器件的下容纳槽和围绕所述下容纳槽延伸的下封装部，所述下封装部上设有与所述上隔离区对应布置的下隔离区，所述下隔离区内设有与上层封装焊盘对应的下层封装焊盘，所述方法包括下列步骤：
[0014]S1、根据上层封装焊盘和下层封装焊盘的焊接位置制作上述的预成型焊片；
[0015]S2、将S1的预成型焊片放置在上层电路和下层电路之间，使得上层封装焊盘和下层封装焊盘分别位于互联焊盘上方和下方，通过预成型焊片将上层电路和下层电路焊接在一起。
[0016]优选地，在S2中，所述焊接为在惰性气氛保护下的共晶摩擦焊接。
[0017]优选地，所述共晶摩擦焊接过程中，预成型焊片熔化后，提升上层电路预设高度；
[0018]优选地，所述连接部的宽度为10
‑
100微米，所述预设高度为10
‑
20微米。
[0019]优选地，所述共晶摩擦焊接的震动频率为振动频率为0.5
‑
5赫兹,振幅为10
‑
50微米。
[0020]本专利技术中，所提出的立体互联封装方法，用于立体互联结构的上下层电路整体焊接，根据上下层电路结构预制上述预成型焊片，将互联焊盘预制在环形主体上，便于焊片的整体一体化加工，避免使用焊膏时高含量有机组分的影响，在焊接中，环形主体设计保证上下层电路之间芯片容纳空间的密封，并且焊接完成即满足气密封装要求，同时互联焊盘预制在环形主体上，焊接时利用焊材表面张力焊盘与主体分离，保证上下层电路互联焊接的可靠性。
[0021]本专利技术再提出一种立体互联结构，通过上述的立体互联封装方法形成。
[0022]本专利技术中，所提出的立体互联结构，其技术效果与上述预成型焊片及立体互联封装方法类似，因此不再赘述。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提出的一种预成型焊片的一种实施方式的结构示意图。
[0024]图2为本专利技术提出的一种预成型焊片与上下层电路配合的一种实施方式中焊接前的爆炸结构示意图。
[0025]图3为本专利技术提出的一种预成型焊片的一种实施方式中与上下层电路配合焊接位置的结构示意图。
[0026]图4为本专利技术提出的一种预成型焊片的一种实施方式的局部结构示意图。
具体实施方式
[0027]如图1至4所示，图1为本专利技术提出的一种预成型焊片的一种实施方式的结构示意图，图2为本专利技术提出的一种预成型焊片与上下层电路配合的一种实施方式中焊接前的爆炸结构示意图，图3为本专利技术提出的一种预成型焊片的一种实施方式中与上下层电路配合焊接位置的结构示意图，图4为本专利技术提出的一种预成型焊片的一种实施方式的局部结构示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预成型焊片，其特征在于，包括环形主体(11)和互联焊盘(12)，所述环形主体(11)上设有用于容纳焊盘的开口，互联焊盘(12)位于所述开口内，互联焊盘(12)上具有从边缘向所述开口内缘延伸的连接部，所述连接部远离互联焊盘(12)一端与所述开口内缘连接。2.根据权利要求1所述的预成型焊片，其特征在于，所述环形主体(11)上分布有多个开口。3.根据权利要求1所述的预成型焊片，其特征在于，所述开口内设有多个间隔布置的互联焊盘(12)，互联焊盘(12)上设有与所述开口内缘连接的第一连接部(121)和/或与相邻互联焊盘(12)连接的第二连接部(122)。4.根据权利要求3所述的预成型焊片，其特征在于，所述第二连接部(122)的宽度从中部向两端逐渐增大。5.根据权利要求3所述的预成型焊片，其特征在于，所述第一连接部(121)的宽度向远离互联焊盘(12)的方向逐渐减小。6.一种立体互联封装方法，用于将上层电路(2)和下层电路(3)焊接形成立体互联结构，其中，上层电路(2)底部具有用于容纳元器件的上容纳槽和围绕所述上容纳槽延伸的上封装部，所述上封装部上设有上隔离区(22)，所述上隔离区(22)内设有上层封装焊盘(21)，下层电路(3)顶部具有用于容纳元器件的下容纳槽和围绕所述下容纳槽延伸的下封装部，所述下封装部上设有与所述上隔离区(22)对应布...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运龙，刘建军，张孔，胡海霖，郭育华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：