一种拓展球栅阵列封装I/O口的结构及其制作方法与流程

一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种拓展球栅阵列封装 i/o口的结构及其制作方法。


背景技术：

2.fcbga(flip chip ball grid array)封装被称为倒装芯片球栅格阵列封装，具有以下优点：
3.(1)采用fcbga封装不仅提供优异的电性效能，同时可以减少组件互连间的损耗及电感，降低电磁干扰的问题，并承受较高的频率，突破超频极限就变成了可能。
4.(2)采用fcbga封装以后，i/o引线可以以阵列的方式排列在芯片的表面，提供更高密度的i/o布局，产生最佳的使用效率，也因为这项优势，倒装技术相较于传统封装形式面积缩小30％至60％。
5.(3)基于fcbga独特的倒装封装形式，芯片的背面可接触到空气，能直接散热，提高了芯片在高度运行时的稳定性。
6.由于fcbga封装的种种优点，fcbga封装的应用日益广泛。
7.图4示出现有技术的一种fcbga封装结构的俯视图、仰视图和界面图。
8.基板是fcbga封装中不可缺少的一部分，基板可为芯片提供电连接、保护、支撑、散热、组装等作用，以实现多引脚化，缩小封装产品体积、改善电性能及散热性、超高密度或多芯片模块化的目的。随着封装尺寸的逐渐增大，封装基板的成本也逐渐增高。降低基板的成本可以大大降低fcbga封装的成本。


技术实现要素：

9.本发明的任务是一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构及其制作方法，通过在基板边缘焊接连接焊盘，实现在封装芯片i/o总数量不变的情况下，有效节省封装基板的面积，从而降低基板的成本。
10.在本发明的第一方面，针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构，包括：
11.基板，所述基板具有第一面和与第一面相对的第二面；
12.引线框架，其设置在所述基板的边缘并与所述基板通过焊接的方式连接；
13.芯片，其倒装在所述基板上；
14.散热盖，其贴装在所述基板的第一面上，且所述散热盖的四周粘结在引线框架的第一面上；以及
15.焊球，其布置在所述基板的第二面和所述引线框架的第二面上的焊盘上。
16.在本发明的一个优选方案中规定，所述基板的第一面和第二面具有预先生成的电路和焊盘，所述基板内部具有一层或多层导电线路和导电结构以便在第一面和第二面之间形成电连接和信号连接，所述基板的边缘具有连接焊盘。
17.在本发明的另一优选方案中规定，所述引线框架包括：
18.焊盘；
19.金属连接引脚，其与焊盘一体；
20.介质层，其与焊盘和金属连接引脚粘结。
21.在本发明的又一优选方案中规定，所述引线框架的金属连接引脚通过焊接固定到所述基板的连接焊盘上，所述引线框架第二面与所述基板的第二面焊球面基板齐平。
22.在本发明的另一优选方案中规定，所述介质层是绝缘胶带。
23.在本发明的第二方面，针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构的制作方法，包括：
24.制作引线框架，所述引线框架包括焊盘；金属连接引脚，其焊盘一体相连；介质层，其粘结在焊盘上；
25.在基板的bga焊球面的边缘制作连接焊盘；
26.通过金属连接引脚将引线框架焊接在基板的连接焊盘上；
27.将芯片倒装在基板上；
28.将预先设计好的散热盖贴装在基板上，散热盖的四周粘结在引线框架上；
29.通过植球工艺将bga焊球布置在引线框架和基板的bga球焊盘上。
30.在本发明的一个优选方案中规定，所述引线框架还包括金属连筋，其与金属连接引脚以及焊盘一体相连。
31.在本发明的另一优选方案中规定，还包括：将引线框架的金属连筋切断，然后将与连接焊盘连接的金属连接引脚打弯，使得基板的焊盘下表面和引线框架的焊盘的盘面齐平以保证后续植球高度一致，并保留介质层。
32.在本发明的又一优选方案中规定，通过蚀刻、冲压或电镀的方式制作所述引线框架。
33.在本发明的另一优选方案中规定，所述散热盖对所述引线框架的焊盘起固定作用。
34.本发明至少具有下列有益效果：本发明公开的一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构及其制作方法工艺简单、成本低，通过在基板边缘焊接连接焊盘，实现在封装芯片i/o口总数量不变的情况下，有效节省封装基板的面积。
附图说明
35.为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
36.图1示出了根据本发明的一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构。
37.图2示出了根据本发明的在附连到基板之前的引线框架的结构。
38.图3a至图3f示出了根据本发明的一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构的制作过程示意图。
39.图4示出了现有技术的一种fcbga封装结构的俯视图、仰视图和界面图。
具体实施方式
40.应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。
41.在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。
42.在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
43.在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。
44.在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。
45.在此还应当指出，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，而不是明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，而不能理解为明示或暗示相对重要性。
46.另外，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。
47.图1示出了根据本发明的一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构。
48.如图1所示，一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构100包括基板110、引线框架120、芯片130、散热盖140、焊球150。
49.基板110第一面(上表面)和第二面(下表面或焊球面)具有预先生成的电路(未示出)和焊盘，基板110内部预先形成有一层或多层导电线路和导电结构以便在第一面和第二面之间形成电连接和信号连接。例如，基板110可以是根据具体的要求生产的封装基板。在基板110边缘具有连接焊盘。
50.引线框架120布置在基板110的边缘，通过焊接的方式与基板110 的连接焊盘连接。引线框架的材料可以是铁镍合金、铜铁合金、铜铬锆合金等合金材料。引线框架120的第二面(下表面)与基板110的第二面焊球面基板齐平。下文中将结合图2及图3b具体描述引线框架120 具体结构、引线框架120和基板110的连接方式。
51.芯片130倒装在基板110的第一面上。芯片130可以为处理器、fpga、 mcu等逻辑芯片，也可以为eprom、flash、dram等存储芯片。
52.散热盖140贴装在基板110上，且散热盖140的四周固定在引线框架120的第一面(上表面)上。
53.焊球150布置在基板110的第二面和引线框架120的第二面的焊盘上。
54.图2示出了根据本发明的在附连到基板之前的引线框架的结构。
55.如图2所示，引线框架220包括金属连接引脚221、焊盘222、金属连筋223。金属连接引脚221、焊盘222和金属连筋223一体相连。介质层224与焊盘222粘结，用以保证焊盘222的
稳定性。
56.金属连接引脚221用于将引线框架220与基板连接。焊盘222用于布置焊球。在本发明的一个实施例中，介质层223可以是绝缘胶带。
57.图3a至图3f示出了根据本发明的一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构的制作过程示意图。
58.在步骤1，设计出边缘连接的焊盘结构，然后通过蚀刻、冲压或者电镀的方式制作引线框架320。
59.在步骤2，如图3a所示，加工基板310时，在基板310的bga焊球面的边缘制作连接焊盘311。
60.在步骤3，如图3b所示，通过金属连接引脚321将4个引线框架 320焊接在基板310的连接焊盘311上。
61.在步骤4，如图3c所示，将引线框架的金属连筋324切断，然后将与连接焊盘311连接的金属连接引脚321打弯，使得基板310的焊盘312 下表面和引线框架的焊盘322的盘面齐平以保证后续植球高度一致，并保留介质层。
62.在步骤5，如图3d所示，将芯片330倒装在基板310上。
63.在步骤6，如图3e所示，将预先设计好的散热盖340贴装在基板 310上，散热盖340的四周粘结在引线框架320上，对引线框架320的焊盘起固定作用。
64.在步骤7，如图3f所示，通过植球工艺将bga焊球350布置在引线框架320和基板310的焊盘上。
65.本发明至少具有下列有益效果：本发明公开的一种拓展球栅阵列封装i/o口的结构及其制作方法工艺简单、成本低，通过在基板边缘焊接连接焊盘，实现在封装芯片i/o口总数量不变的情况下，有效节省封装基板的面积。
66.虽然本发明的一些实施方式已经在本技术文件中予以了描述，但是本领域技术人员能够理解，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员在本发明的教导下可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。