一种BGA芯片封装结构及其封装工艺的制作方法

本发明涉及芯片封装相关，具体为一种bga芯片封装结构及其封装工艺。

背景技术：

1、封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接，bga(ballgridarray，球状引脚栅格阵列)封装技术，是一种高密度表面装配封装技术。在封装底部，引脚呈球状并排列成一个类似于格子的图案。bga封装可以极大地提高器件的i/o数，缩小封装体尺寸，节省组装的占位空间，已被广泛使用。

2、在表面贴装生产过程中，由于焊球在高温的情况下会呈现熔融状态，熔融状态的相邻两个焊料球存在流动搭接的现象，相邻两个焊料球结合后会导致电路板出现短路；此外，芯片与部分焊盘之间需要使用键合线连接，键合线数量较多的情况下，键合线之间也容易发生搭接现象，进而出现短路。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种bga芯片封装结构及其封装工艺。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

3、本发明提供一种bga芯片封装结构，包括：

4、基板，所述基板上开设有若干组通孔；

5、芯片单元，贴装在所述基板上端；

6、导电部，设置在所述通孔的内部，其包括设置在所述基板上端的上支撑单元、设置在所述基板下端的下支撑单元、放置在所述上支撑单元以及下支撑单元内部的导电单元、设置在所述上支撑单元内部的上焊盘以及设置在所述下支撑单元内部的下焊盘；

7、焊料球，设置在所述下支撑单元的内部；

8、设置在所述芯片单元外侧的所述上焊盘通过键合线与所述芯片单元电连接；

9、散热柱，设置在所述上支撑单元的上端，所述散热柱的下端开设有用于所述键合线穿过的凹槽。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述上支撑单元与下支撑单元均为空心结构；

11、所述上支撑单元包括一体成型的上竖直部以及上凸台部，所述下支撑单元包括一体成型的下竖直部以及下凸台部。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述上凸台部的上端在对应于所述上焊盘的位置处开设有上放置槽，所述下凸台部的上端在对应于所述下焊盘的位置处开设有下放置槽，并且所述上凸台部以及所述下凸台部在对应于所述导电单元的位置处分别设置有限位凸块。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述上放置槽为扁平状，所述下放置槽的截面为圆弧状。

14、作为本发明的一种优选技术方案，所述散热柱为空心结构，且所述散热柱的下端将所述上焊盘包覆在所述散热柱的内部。

15、作为本发明的一种优选技术方案，所述芯片与所述基板之间还设置有填充胶层，所述填充胶层包覆在所述芯片单元的外侧。

16、作为本发明的一种优选技术方案，所述基板的上端固定设置有封装盖板，所述封装盖板与所述基板之间的间隙处填充有环氧树脂，所述填充胶层与所述封装盖板之间设置有散热板。

17、作为本发明的一种优选技术方案，所述封装盖板在对应于所述散热柱的位置处设置有散热片，所述散热柱与所述散热片贴合设置。

18、本发明还提供了一种bga芯片封装结构的封装工艺，包括以下步骤：

19、s1：提供一基板，并在所述基板上开设有若干组通孔；

20、s2：将上支撑单元放置在通孔的内部，并在基板上贴装芯片单元，使得上焊盘放置在上放置槽的内部；

21、s3：并将散热柱安装在上支撑单元的上端，并将键合线穿过散热柱上的凹槽使键合线的另一端与上焊盘焊接；

22、s4：完成封装盖板的封装，并向封装盖板与所述基板之间的间隙处填充环氧树脂；

23、s5：将完成初步封装后的基板倒置，并将导电单元放置在上支撑单元的内部，再将下支撑单元放置在通孔的内部；

24、s6：完成焊料球与下焊盘之间的焊接。

25、作为本发明的一种优选技术方案，在进行步骤s4之前，先在芯片与所述基板之间设置填充胶层，待所述填充胶层固化后，在所述芯片单元的上端放置散热板。

26、本发明的有益效果是：

27、1.本发明中通过设置下支撑单元，并将焊料球放置在下支撑单元的内部，下支撑单元可以阻隔不同焊盘之间熔融焊料球的结合，最终达到降低短路风险的目的。

28、2.本发明中通过设置散热柱，并在散热柱上开设有凹槽，键合线在与基板上的焊盘焊接时，可以穿过散热柱上的凹槽并与焊盘焊接，这样一来，每一根键合线的外侧均设置有散热柱来对键合线进行保护，进而可以有效避免键合线之间的搭接现象，进一步降低短路风险。

29、3.本发明中通过设置散热柱配合散热片，散热柱一方面可以对键合线起到防护作用，另一方面，散热柱的设置可以将芯片内部的热量通过散热柱快速散发至散热片处，进而保证芯片内部的散热效果。

技术特征：

1.一种bga芯片封装结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种bga芯片封装结构，其特征在于，所述上支撑单元（31）与下支撑单元（32）均为空心结构；

3.根据权利要求2所述的一种bga芯片封装结构，其特征在于，所述上凸台部（312）的上端在对应于所述上焊盘（34）的位置处开设有上放置槽（3121），所述下凸台部（322）的上端在对应于所述下焊盘（35）的位置处开设有下放置槽（3221），并且所述上凸台部（312）以及所述下凸台部（322）在对应于所述导电单元（33）的位置处分别设置有限位凸块（3122）。

4.根据权利要求3所述的一种bga芯片封装结构，其特征在于，所述上放置槽（3121）为扁平状，所述下放置槽（3221）的截面为圆弧状。

5.根据权利要求1所述的一种bga芯片封装结构，其特征在于，所述散热柱（6）为空心结构，且所述散热柱（6）的下端将所述上焊盘（34）包覆在所述散热柱（6）的内部。

6.根据权利要求1所述的一种bga芯片封装结构，其特征在于，所述芯片与所述基板（1）之间还设置有填充胶层（7），所述填充胶层（7）包覆在所述芯片单元（2）的外侧。

7.根据权利要求6所述的一种bga芯片封装结构，其特征在于，所述基板（1）的上端固定设置有封装盖板（8），所述封装盖板（8）与所述基板（1）之间的间隙处填充有环氧树脂，所述填充胶层（7）与所述封装盖板（8）之间设置有散热板（9）。

8.根据权利要求7所述的一种bga芯片封装结构，其特征在于，所述封装盖板（8）在对应于所述散热柱（6）的位置处设置有散热片（81），所述散热柱（6）与所述散热片（81）贴合设置。

9.一种如权利要求1-8任一所述bga芯片封装结构的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的封装工艺，其特征在于，在进行步骤s4之前，先在芯片与所述基板（1）之间设置填充胶层（7），待所述填充胶层（7）固化后，在所述芯片单元（2）的上端放置散热板（9）。

技术总结本发明公开了一种BGA芯片封装结构及其封装工艺，涉及芯片封装技术领域，包括基板、芯片单元、导电部、焊料球、键合线以及散热柱，基板上开设有若干组通孔；芯片单元贴装在基板上端；其包括设置在基板上端的上支撑单元、设置在基板下端的下支撑单元、放置在上支撑单元以及下支撑单元内部的导电单元、设置在上支撑单元内部的上焊盘以及设置在下支撑单元内部的下焊盘；焊料球设置在下支撑单元的内部；设置在芯片单元外侧的上焊盘通过键合线与芯片单元电连接；散热柱设置在上支撑单元的上端，散热柱的下端开设有用于键合线穿过的凹槽；本发明可以阻隔不同熔融焊料球的结合以及不同键合线之间的搭接，最终达到降低短路风险的目的。技术研发人员：周海涛受保护的技术使用者：深圳桑达科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29