基于HTCC的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统的制作方法

本发明属于芯片级系统封装，更具体地说，是涉及一种基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统。

背景技术：

1、sip系统级封装已经不再是一种单纯的封装技术，这些技术包括封装堆叠(pop)、芯片堆叠(coc)、圆片级封装(wlp)、硅通孔(tsv)、埋入式基板(embedded substrate)等，也涉及到引线键合、倒装焊接芯片、微凸点等其它封装工艺的开发。进一步的拓展，与tsv技术关联的3d-sip技术正在面临一个全新的3d-ic的概念。

2、3d-sip是能实现多种功能集成的系统，其中集成了微处理器、存储器、模拟电路、电源转化模块、光电器件等，还将散热通道也集成在封装中，集成体现了sip的基本概念。系统级封装必须满足以下条件：(1)封装后的体积必须小，将不同功能的芯片与被动元件封装成一颗ic，所以封装后的体积必定比个别数颗ic还小；(2)须整合不同类型的封装技术，必须将数种不同类型的封装技术整合在一起，与单纯将多个芯片封装在一起的小型封装技术不同；(3)必须包含各种类型的主动与被动元件，必须包含处理器、记忆体、逻辑元件、类比元件等数个芯片，甚至必须将被动元件、连接器、天线一起封装进去。因此，会导致现有的传统的芯片级封装方式存在体积大、封装成本高和装配繁琐的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，旨在解决传统现有的芯片级封装方式存在封装体积大和封装高度大的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，包括：

3、htcc封装基板，底层设置有向其内部延伸的腔体结构，所述htcc封装基板内部设置有垂直互联结构，底端设置有与所述垂直互联结构电连接的焊球；

4、倒装焊接芯片，采用倒装焊接方式微组装于所述htcc封装基板顶层，所述倒装焊接芯片连接有上电子元器件，所述htcc封装基板上端连接有封帽，所述封帽围设于所述htcc封装基板顶层外周，所述上电子元器件与所述垂直互联结构电连接；

5、引线键合芯片，微组装于底层所述腔体结构内部，通过引线键合方式连接下电子元器件和所述htcc封装基板的走线，所述下电子元器件位于所述腔体结构内部，所述上电子元器件和所述下电子元器件均包括电阻、电容；

6、腔体盖板，盖设于所述htcc封装基板底层且用于封盖所述腔体结构。

7、在一种可能的实现方式中，所述htcc封装基板分为顶层部分和底层部分，所述顶层部分的上端面为平面状且用于连接所述倒装焊接芯片，所述底层部分的底端设置有所述腔体结构，所述腔体结构位于所述底层部分的中心位置。

8、在一种可能的实现方式中，所述封帽中部设置有上热沉区域，所述上热沉区域内填充有高导热热沉材料。

9、在一种可能的实现方式中，所述腔体盖板中部设置有下热沉区域，所述下热沉区域内填充有高导热热沉材料。

10、在一种可能的实现方式中，所述腔体结构内部四周位置设置有呈阵列状的键合线焊盘。

11、在一种可能的实现方式中，所述htcc封装基板材质为氧化铝陶瓷，所述封帽材质为铁镍钴合金，所述封帽采用平行焊缝封口。

12、在一种可能的实现方式中，所述腔体结构底部端边设置有呈台阶状的凹槽，所述腔体盖板端部置于所述凹槽内，所述腔体盖板底端面与所述htcc封装基板底端面平齐。

13、在一种可能的实现方式中，所述腔体结构内部设置有表贴元器件，所述腔体结构的深度均大于所述下电子元器件高度、键合丝走线高度和所述表贴元器件的高度。

14、在一种可能的实现方式中，所述倒装焊接芯片的散热位置与所述封帽之间填充有导热材料，所述导热材料用于对所述倒装焊接芯片产生的热量进行散热。

15、在一种可能的实现方式中，所述htcc封装基板上端布设有与所述倒装焊接芯片底部的倒装焊接芯片植球对应的倒装焊接芯片焊盘，所述倒装焊接芯片植球与所述倒装焊接芯片微组装连接。

16、本发明提供的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统包括htcc封装基板、倒装焊接芯片、引线键合芯片和腔体盖板，htcc封装基板底层设置有向其内部延伸的腔体结构，htcc封装基板内部设置有垂直互联结构，底端设置有与垂直互联结构电连接的焊球；倒装焊接芯片采用倒装焊接方式微组装于htcc封装基板顶层，倒装焊接芯片连接有上电子元器件和htcc封装基板的走线，htcc封装基板上端连接有封帽，封帽围设于htcc封装基板顶层外周；引线键合芯片连接于底层腔体结构内部，通过引线键合方式连接下电子元器件和htcc封装基板的走线，下电子元器件位于腔体结构内部，上电子元器件和下电子元器件均包括电阻、电容；腔体盖板盖设于htcc封装基板底层且用于封盖腔体结构，解决了传统现有的芯片级封装方式存在封装体积大和封装高度大的技术问题，具有能缩小封装体积，减小封装高度，降低使用过程中贴装和焊接难度，增强各功能模块之间互联的可靠性的技术效果。

17、本发明在芯片级系统封装技术领域，尤其是在芯片级sip产品系统级封装时所需的优化结构设计领域，利用本发明所提供的方案，可提升该类产品的设计效率，对产品的调试和生产效率有显著的推动作用。

技术特征：

1.基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述htcc封装基板分为顶层部分和底层部分，所述顶层部分的上端面为平面状且用于连接所述倒装焊接芯片，所述底层部分的底端设置有所述腔体结构，所述腔体结构位于所述底层部分的中心位置。

3.如权利要求1所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述封帽中部设置有上热沉区域，所述上热沉区域内填充有高导热热沉材料。

4.如权利要求1所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述腔体盖板中部设置有下热沉区域，所述下热沉区域内填充有高导热热沉材料。

5.如权利要求1所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述腔体结构内部四周位置设置有呈阵列状的键合线焊盘。

6.如权利要求1所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述htcc封装基板材质为氧化铝陶瓷，所述封帽材质为铁镍钴合金，所述封帽采用平行焊缝封口。

7.如权利要求1所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述腔体结构底部端边设置有呈台阶状的凹槽，所述腔体盖板端部置于所述凹槽内，所述腔体盖板底端面与所述htcc封装基板底端面平齐。

8.如权利要求5所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述腔体结构内部设置有表贴元器件，所述腔体结构的深度均大于所述下电子元器件高度、键合丝走线高度和所述表贴元器件的高度。

9.如权利要求3所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述倒装焊接芯片的散热位置与所述封帽之间填充有导热材料，所述导热材料用于对所述倒装焊接芯片产生的热量进行散热。

10.如权利要求1所述的基于htcc的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，其特征在于，所述htcc封装基板上端布设有与所述倒装焊接芯片底部的倒装焊接芯片植球对应的倒装焊接焊盘，所述倒装焊接芯片植球与所述倒装焊接芯片微组装连接。

技术总结本发明提供了一种基于HTCC的芯片倒装焊接与引线键合混合封装系统，属于芯片级系统封装技术领域，包括HTCC封装基板、倒装焊接芯片、引线键合芯片、表贴元器件和腔体盖板，HTCC封装基板底层设置有向其内部延伸的腔体结构，HTCC封装基板设置有垂直互联结构和焊球；倒装焊接芯片采用倒装焊接方式微组装于HTCC封装基板顶层，HTCC封装基板顶层连接有围设于倒装焊接芯片及表贴元器件外周的封帽，引线键合芯片微组装于底层腔体结构内部，通过引线键合方式连接下电子元器件和HTCC封装基板的走线，腔体盖板盖设于HTCC封装基板底层且用于封盖腔体结构。本发明具有能缩小封装体积，减小封装高度，降低使用过程中贴装和焊接难度，增强各功能模块之间互联的可靠性的技术效果。技术研发人员：郑宏斌,乜士举,秘志贺,安加林,靳英策,王磊,吴立丰,孙磊磊,袁彪,周泽,陈帅,李焰峰,王凯,张延青受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十三研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/25