阅读说明：本技术 叠层芯片封装结构 (Laminated chip packaging structure ) 是由 芮平平 阮怀其 于 2019-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种叠层芯片封装结构,包括PCB基板、BGA球、外壳、上盖、叠层芯片组件,外壳内部安装有叠层芯片组件,叠层芯片组件上方设置上盖,上盖与外壳焊接固定,外壳下方设置PCB基板,外壳与PCB基板通过焊接固定。本发明通过在第一叠层芯片顶端设置焊盘,顶端的焊盘通过硅穿孔的形式与芯片底端电信号连接,同时通过在焊盘上安装毛纽扣与第二叠层芯片电信号连接,实现两组芯片的互联,并且通过毛纽扣在长度方向受压时收缩,压力消除后还原的特性,防止封装结构内部受热膨胀导致芯片焊盘导线受损失效,并且在第一叠层芯片上部开设填料通道,保证下填料充分填注到空腔内,通过上盖与第二叠层芯片之间安装缓冲柱,缓解外界应力对封装结构产生冲击。(The invention discloses a laminated chip packaging structure which comprises a PCB substrate, BGA balls, a shell, an upper cover and a laminated chip assembly, wherein the laminated chip assembly is installed in the shell, the upper cover is arranged above the laminated chip assembly and is fixedly welded with the shell, the PCB substrate is arranged below the shell, and the shell and the PCB substrate are fixedly welded. According to the invention, the bonding pad is arranged at the top end of the first laminated chip, the bonding pad at the top end is in electrical signal connection with the bottom end of the chip in a silicon perforation mode, meanwhile, the bonding pad is provided with the hair button which is in electrical signal connection with the second laminated chip, the interconnection of two groups of chips is realized, and the internal thermal expansion of the packaging structure is prevented from causing damage and failure of a chip bonding pad wire due to the shrinkage of the hair button in the length direction and the reduction after pressure is eliminated by virtue of the characteristic that the hair button is shrunk in the length direction, and the upper part of the first laminated chip is provided with the filler channel to ensure that the lower filler is fully filled into the cavity, and the buffer column is arranged between the upper cover and.)

叠层芯片封装结构

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种叠层芯片封装结构。

背景技术

芯片封装为安装半导体集成电路芯片用的外壳，起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，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，这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接，因此，封装对CPU和其他LSI集成电路都起着重要的作用，由于集成电路的发展方向为小型化、微型化，因而需要对芯片的封装进行调整，以适应集成电路的发展，减少芯片占用电路板的表面积，从而使得电路板上有更多的空间用来布置电子元器件，同时芯片之间通过下填充料固定，流质的下填充料固化后对芯片产生支撑作用，下填料在最短的时间内填满空隙，将芯片、基板和焊球固定住，从而大幅度地降低由于芯片和基板热膨胀系数不匹配所造成的热应力，因此下填料的充分填注对芯片的封装起着尤为重要的作用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种叠层芯片封装结构，实现芯片之间的互联，保证下填料的充分填注，防止芯片焊盘导线热受损，缓解外界的压力对封装结构的破坏。

根据本发明实施例的一种叠层芯片封装结构，包括PCB基板、BGA球、外壳、上盖、叠层芯片组件，所述外壳内部安装有所述叠层芯片组件，所述叠层芯片组件上方设置所述上盖，所述上盖与所述外壳焊接固定，所述外壳下方设置所述PCB基板，所述外壳与所述PCB基板通过焊接固定，所述外壳与所述PCB基板之间还设置所述BGA球。

优选的，所述叠层芯片组件包括第一叠层芯片、第二叠层芯片，所述第一叠层芯片底端安装所述BGA球，所述第一叠层芯片顶端一体成型有焊盘座，所述焊盘座内部安装有焊盘，所述焊盘与所述BGA球电信号连接，所述第一叠层芯片上端还安装所述第二叠层芯片，所述第二叠成芯片通过所述焊盘与所述第一叠成芯片电信号连接。

优选的，所述焊盘通过硅穿孔与所述BGA球电信号连接，所述焊盘上端通过毛纽扣与所述第二叠层芯片焊接固定。

优选的，所述第一叠成芯片上端还开设有填料通道，所述填料通道一端开设有充注口，所述第一叠成芯片与所述第二叠层芯片之间填充有下填料层。

优选的，所述第二叠层芯片顶端与所述上盖之间安装有缓冲柱。

优选的，所述缓冲柱包括连接柱、安装筒、限位板，所述安装筒，所述安装筒上端与所述上盖底端固定安装，所述安装筒内部滑动安装所述限位板，所述限位板与所述安装筒之间安装有弹簧，所述限位板远离弹簧的一端安装所述连接柱，所述连接柱与所述第二叠层芯片顶端固定安装。

优选的，所述外壳与所述上盖之间还安装有密封圈。

优选的，所述叠层芯片组件与外壳之间、叠层芯片组件与上盖之间均安装有导热绝缘硅胶。

本发明中，通过在第一叠层芯片顶端设置焊盘，顶端的焊盘通过硅穿孔的形式与芯片底端电信号连接，同时通过在焊盘上安装毛纽扣与第二叠层芯片电信号连接，实现两组芯片的互联，并且通过毛纽扣在长度方向受压时收缩，压力消除后还原的特性，防止封装结构内部受热膨胀导致芯片焊盘导线受损失效，并且在第一叠层芯片上部开设填料通道，保证下填料充分填注到空腔内，通过上盖与第二叠层芯片之间安装缓冲柱，缓解外界应力对封装结构产生冲击。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提出的一种叠层芯片封装结构的结构示意图；

图2为本发明提出的叠层芯片封装结构的装配图；

图3为本发明提出的叠层芯片组件的装配图；

图4为本发明提出的叠层芯片组件的结构示意图；

图5为本发明提出的缓冲柱的结构示意图。

图中：1-PCB基板、2-BGA球、3-第一叠层芯片、4-外壳、5-焊盘、6-第二叠层芯片、7-上盖、8-缓冲柱、9-毛纽扣、10-下填料层、11-填料通道、12-硅穿孔、13-叠层芯片组件、14-充注口、15-焊盘座、16-连接柱、17-安装筒、18-弹簧、19-限位板、20-导热绝缘硅胶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-5，一种叠层芯片封装结构，包括包括PCB基板1、BGA球2、外壳4、上盖7、叠层芯片组件13，外壳4内部安装有叠层芯片组件13，叠层芯片组件13上方设置上盖7，上盖7与外壳4焊接固定，外壳4下方设置PCB基板1，外壳4与PCB基板1通过焊接固定，外壳4与PCB基板1之间还设置BGA球2；叠层芯片组件包括第一叠层芯片3、第二叠层芯片6，第一叠层芯片3底端安装BGA球2，第一叠层芯片3顶端一体成型有焊盘座15，焊盘座15内部安装有焊盘5，焊盘5与BGA球2电信号连接，第一叠层芯片6上端还安装第二叠层芯片6，第二叠成芯片6通过焊盘5与第一叠成芯片3电信号连接；焊盘5通过硅穿孔12与BGA球2电信号连接，焊盘5上端通过毛纽扣9与第二叠层芯片6焊接固定；第一叠成芯片3上端还开设有填料通道11，填料通道11一端开设有充注口14，第一叠成芯片3与第二叠层芯片6之间填充有下填料层10；第二叠层芯片6顶端与上盖7之间安装有缓冲柱8；缓冲柱8包括连接柱16、安装筒17、限位板19，安装筒17，安装筒17上端与上盖7底端固定安装，安装筒17内部滑动安装限位板19，限位板19与安装筒17之间安装有弹簧18，限位板19远离弹簧18的一端安装连接柱16，连接柱16与第二叠层芯片6顶端固定安装；外壳4与上盖7之间还安装有密封圈；叠层芯片组件13与外壳4之间、叠层芯片组件13与上盖7之间均安装有导热绝缘硅胶20。

本发明中下填料是一种混合物，由无机填充物(如氧化硅、氧化铝)以及以环氧树脂为主体的有机物混合而成。无机填充物所占重量百分比约为65％-80％，其主要作用是调整下填料的热膨胀系数、粘度(降低溢胶),以及增加机械强度。下填料的有机成分主要是环氧树脂,所占重量百分比约为10％-15％。在下填料中,环氧树脂主要起到黏合剂的作用,同时,也具有防水和绝缘的功能。除了无机填充物和有机环氧树脂之外,还有一些含量很小但对下填料性能有重要影响的功能剂，主要包括硬化剂(提供架桥功能)、加速剂(促进感化速度)、脱模剂(帮助脱模)、应力缓和剂(降低龟裂)、耐燃剂以及着色剂。

综上所述，该叠层芯片封装结构通过在第一叠层芯片顶端设置焊盘，顶端的焊盘通过硅穿孔的形式与芯片底端电信号连接，同时通过在焊盘上安装毛纽扣与第二叠层芯片电信号连接，实现两组芯片的互联，并且通过毛纽扣在长度方向受压时收缩，压力消除后还原的特性，防止封装结构内部受热膨胀导致芯片焊盘导线受损失效，并且在第一叠层芯片上部开设填料通道，保证下填料充分填注到空腔内，通过上盖与第二叠层芯片之间安装缓冲柱，缓解外界应力对封装结构产生冲击。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。