预防点胶污染的芯片结构及其制备方法

1.本发明涉及芯片封装技术领域，尤其涉及一种预防点胶污染的芯片结构及其制备方法。


背景技术：

2.当前，信息化电子设备向小型化、模块化、高集成化发展，这就要求处理芯片具有越来越多的功能，但是研发系统级芯片（soc）的周期长，开销大，风险等级高，因此，将多种芯片封装在一起的系统级封装技术（sip）变得越来越受欢迎，其封装结构如图1所示。采用系统级封装技术研发的芯片设计周期短、成本开销远低于系统级芯片。苹果的智能手表就是采用的这种封装技术的处理芯片。在芯片的封装过程中，为了保证芯片的气密性和防水防尘性，通常需要进行点胶，点胶是指工业生产电子产品的一种工艺，即把白胶、uv胶、uf胶、红胶、环氧树脂胶等涂抹、灌封、点滴到产品上，起到加固、密封、绝缘等作用。在芯片封装时，需要对基板上的芯片进行点胶，其目的主要是给电子板和一些重要的电子元件起到防湿、防潮、防尘和加固的作用，以便于更好的保护这些电子元件。
3.点胶通常有两个步骤，第一步是在芯片与基板焊接后，通过点胶机在芯片和焊点之间涂覆一层粘度低、流动性强的胶水，然后放置到固定温度的温箱进行固化，使芯片能够更好的避免外物的腐蚀，起到维护的作用，延长芯片的使用寿命。第二步是填充，芯片使用倒装工艺焊接在基板后，由于倒装过程中固定面积比芯片面积小，所以很难黏合，在封装过程中填充环氧树脂胶增加芯片的可靠性，避免因碰撞导致芯片焊球错位开裂导致芯片失效。
4.随着移动通信的发展，信息化设备对小型化的需求越来越高，这要求在芯片系统级封装时，基板上的多个芯片之间、芯片与电阻电容之间的间距做的越来越小，传统的点胶工艺要求芯片和阻容之间的间距大于等于3mm，如果小于3mm就会导致芯片在进行第一步点胶保证气密性和防水性时，胶水很容易污染到旁边的电阻电容。一旦电阻电容被污染，芯片失效的风险就加大。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种可以有效的避免芯片在点胶过程中对周围电阻电容的污染，有效的提升芯片封装的良品率的方法。
6.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种预防点胶污染的芯片结构，包括基板，所述基板上焊接有至少一个芯片，所述芯片的周围焊接有若干个电容和/或若干个电阻，绝缘层铺设在所述基板的正面，且所述绝缘层在与所述电阻、所述电容以及所述芯片对应的位置形成有缺口，所述电容、电阻以及芯片位于绝缘层相应的缺口内，且所述芯片与相应的缺口之间保持有一定的距离，所述绝缘层与基板之间的缝隙以及绝缘层与芯片之间的缝隙填充有树脂。
7.进一步的技术方案在于：所述基板上设置有第一芯片，所述第一芯片靠近所述基
板的一个角设置，所述第一芯片的两条边旁设置有若干个电容和/或若干个电阻，所述绝缘层的整体形状为l型。
8.进一步的技术方案在于：所述基板上设置有两个以上的芯片，两个以上的芯片设置在基板的中部，所述芯片通过各自的电气接口与基板上的相应的接口焊盘连接，接口焊盘通过基板内部布线层连接或者引出到基板下表面的焊球上；电阻和/或电容布置在芯片的四周，通过各自的电气接口分别与基板上的焊盘组连接，然后通过基板内部布线层与芯片的电气接口互连。
9.进一步的技术方案在于：所述芯片设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第一芯片以及第二芯片分别通过引线键合的方式焊接到相应的接口焊盘上。
10.进一步的技术方案在于：所述芯片设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第第一芯片以及第二芯片分别通过倒装的方式焊接到基板的相应的接口焊盘上。
11.进一步的技术方案在于：所述芯片设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第第一芯片以及第二芯片分别通过倒装以及引线键合的方式将芯片焊接到基板的相应的接口焊盘上。
12.本发明还公开了一种可预防点胶污染的芯片结构的制备方法，包括如下步骤：预先准备已经设置有内部互连线、芯片连接焊盘和引出焊球的基板；将电阻、电容焊接至已经准备好的基板的相应位置上；将具有电阻缺口、电容缺口和待封装芯片缺口的绝缘层覆盖在基板的表面，使得所述电阻位于电阻缺口内，电容位于电容缺口内；采用后置芯片埋入的方式，通过引线键合（wb）将芯片引脚焊接到用于连接芯片的接口焊盘上，其中用于连接芯片的接口焊盘位于所述待封装芯片缺口内，芯片与待封装芯片缺口之间具有间隙；采用点胶机对焊接的芯片引脚进行点胶；点胶过后使用树脂填充芯片和绝缘层以及基板之间的缝隙；最后对上述器件进行封装，完成芯片结构的制备。
13.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法采用芯片后置埋入的技术，先制作带有电阻、电容并且已经印刷好电路图形的基板，然后再制造一块和基板同样大小的绝缘层，在绝缘层上预留出电阻、电容和待封装芯片的缺口，然后将绝缘层覆盖到基板上，将待封装的芯片预留的绝缘层缺口中，实现电气连接后再使用点胶工艺填充芯片与绝缘层缺口间的缝隙。这种封装方式可以有效的避免芯片在点胶过程中对周围电阻电容的污染，有效的提升芯片封装的良品率。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
15.图1是现有技术中一种典型sip封装的结构示意图；图2是本技术实施例一所述芯片结构采用回字型绝缘墙的绝缘层平面示意图；图3是本技术实施例二所述芯片结构采用l型绝缘墙的绝缘层平面示意图；图4是本发明实施例三采用引线键合方式进行芯片封装的芯片结构的侧视示意图。
16.图5是本发明实施例四采用采用倒装方式进行芯片封装的芯片结构的侧视示意图。
17.图6是本发明实施例五同时采用引线键合和倒装进行芯片封装的芯片结构的侧视示意图；其中：1、基板；2、芯片；3、电容；4、电阻；5、绝缘层；6、缺口；7、接口焊盘；8、内部布线层；9、焊球；10、电阻缺口；11、电容缺口；12、待封装芯片缺口；13、微凸点；14、待封装芯片；15、回字形绝缘墙；16、l型绝缘墙；17、引线。
具体实施方式
18.下面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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
20.总体的，本发明实施例公开了一种预防点胶污染的芯片结构，包括基板1，所述基板1上焊接有至少一个芯片2，所述芯片2的周围焊接有若干个电容3和/或若干个电阻4，绝缘层5铺设在所述基板1的正面，且所述绝缘层5在与所述电阻4、所述电容3以及所述芯片2对应的位置形成有缺口6，所述电容3、电阻4以及芯片2位于绝缘层相应的缺口6内，且所述芯片2与相应的缺口之间保持有一定的距离，所述绝缘层5与基板1之间的缝隙以及绝缘层5与芯片2之间的缝隙填充有树脂，绝缘层5整体为回字形绝缘墙15。
21.如图2所示，所述基板1上设置有两个以上的芯片，两个以上的芯片设置在基板的中部，所述芯片通过各自的电气接口（比如图2中的微凸点13）与基板1上的相应的接口焊盘7连接，接口焊盘通过基板内部布线层8连接或者引出到基板1下表面的焊球9上；电阻4和/或电容3布置在芯片2的四周，通过各自的电气接口分别与基板1上的焊盘组连接，然后通过基板内部布线层8与芯片2的电气接口互连。
22.本技术通过设置绝缘层，可以预防点胶污染，在制作芯片结构的过程中绝缘层提前预留下电阻、电容和芯片的缺口，在基板焊接电阻、电容以后再将绝缘层铺到基板上，然后对芯片进行点胶和树脂填充，最后封装，这样做的好处是在芯片和阻容之间形成了一个绝缘墙，用于芯片管脚点胶的胶水不会侵到旁边的电阻电容，进而污染电阻电容。
实施例二
23.本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例中芯片设置有一个，所述基板1上设置有第一芯片，所述第一芯片靠近所述基板的一个角设置，所述第一芯片的两条边旁设置有若干个电容3和/或若干个电阻4，所述绝缘层5的整体形状为l型（l型绝缘墙16），其具体结构如图3所示。
24.所述芯片结构在基板上预先放置一个留有芯片缺口的绝缘层，采取芯片后置的技术，可以预防芯片点胶过程中的胶水侵入电阻电容进而导致芯片失效的风险，在进一步缩小芯片尺寸的情况提高了芯片的封装良率，降低了芯片整体的封装成本。
实施例三
25.本实施例中，所述芯片2设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第一芯片以及第二芯片分别通过引线17键合的方式焊接到相应的接口焊盘7上，其具体结构如图4所示。
26.上述芯片通过如下工艺进行制备：预先准备已经设置有内部互连线、芯片连接焊盘和引出焊球的基板1；将电阻4、电容3焊接至已经准备好的基板1的相应位置上；将具有电阻缺口10、电容缺口11和待封装芯片缺口12的绝缘层5覆盖在基板1的表面，使得所述电阻4位于电阻缺口10内，电容3位于电容缺口11内；采用后置芯片埋入的方式，通过引线键合wb将芯片2引脚焊接到用于连接芯片的接口焊盘7上，其中用于连接芯片的接口焊盘7位于所述待封装芯片缺口12内，芯片2与待封装芯片缺口12之间具有间隙；采用点胶机对焊接的芯片引脚进行点胶；点胶过后使用树脂填充芯片和绝缘层以及基板之间的缝隙；最后对上述器件进行封装，完成芯片结构的制备。
实施例四
27.本实施例中，所述芯片2设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第第一芯片以及第二芯片分别通过倒装的方式焊接到基板1的相应的接口焊盘7上，其具体结构如图4所示。
28.上述芯片通过如下工艺进行制备：预先准备已经设置有内部互连线、芯片连接焊盘和引出焊球的基板1；将电阻4、电容3焊接至已经准备好的基板1的相应位置上；将具有电阻缺口10、电容缺口11和待封装芯片缺口12的绝缘层5覆盖在基板1的表面，使得所述电阻4位于电阻缺口10内，电容3位于电容缺口11内；采用后置芯片埋入的方式，通过倒装的方式将芯片引脚焊接到用于连接芯片的接口焊盘7上，其中用于连接芯片的接口焊盘7位于所述待封装芯片缺口12内，芯片2与待封装芯片缺口12之间具有间隙；采用点胶机对焊接的芯片引脚进行点胶；点胶过后使用树脂填充芯片和绝缘层以及基板之间的缝隙；最后对上述器件进行封装，完成芯片结构的制备。
实施例五
29.本实施例中，所述芯片设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第第一芯片以及第二芯片分别通过倒装以及引线键合的方式将芯片2焊接到基板1的相应的接口焊
盘7上，其具体结构如图4所示。
30.上述芯片通过如下工艺进行制备：预先准备已经设置有内部互连线、芯片连接焊盘和引出焊球的基板1；将电阻4、电容3焊接至已经准备好的基板1的相应位置上；将具有电阻缺口10、电容缺口11和待封装芯片缺口12的绝缘层5覆盖在基板1的表面，使得所述电阻4位于电阻缺口10内，电容3位于电容缺口11内；采用后置芯片埋入的方式，通过倒装fc和键合wb方式将芯片引脚焊接到用于连接芯片的接口焊盘7上，其中用于连接芯片的接口焊盘7位于所述待封装芯片缺口12内，芯片2与待封装芯片缺口12之间具有间隙；采用点胶机对焊接的芯片引脚进行点胶；点胶过后使用树脂填充芯片和绝缘层以及基板之间的缝隙。
31.本技术所述方法通过在基板上增加一层预留好电阻缺口、电容缺口和芯片缺口的绝缘层，在电阻、电容和芯片之间形成一个绝缘墙。可以预防芯片点胶过程中的胶水侵入电阻电容进而导致芯片失效的风险，在进一步缩小芯片尺寸的情况提高了芯片的封装良率，降低了芯片整体的封装成本。

技术特征：
1.一种预防点胶污染的芯片结构，其特征在于：包括基板（1），所述基板（1）上焊接有至少一个芯片（2），所述芯片（2）的周围焊接有若干个电容（3）和/或若干个电阻（4），绝缘层（5）铺设在所述基板（1）的正面，且所述绝缘层（5）在与所述电阻（4）、所述电容（3）以及所述芯片（2）对应的位置形成有缺口（6），所述电容（3）、电阻（4）以及芯片（2）位于绝缘层相应的缺口（6）内，且所述芯片（2）与相应的缺口之间保持有一定的距离，所述绝缘层（5）与基板（1）之间的缝隙以及绝缘层（5）与芯片（2）之间的缝隙填充有树脂。2.如权利要求1所述的预防点胶污染的芯片结构，其特征在于：所述基板（1）上设置有第一芯片，所述第一芯片靠近所述基板的一个角设置，所述第一芯片的两条边旁设置有若干个电容（3）和/或若干个电阻（4），所述绝缘层（5）的整体形状为l型。3.如权利要求1所述的预防点胶污染的芯片结构，其特征在于：所述基板（1）上设置有两个以上的芯片，两个以上的芯片设置在基板的中部，所述芯片通过各自的电气接口与基板（1）上的相应的接口焊盘（7）连接，接口焊盘通过基板内部布线层（8）连接或者引出到基板（1）下表面的焊球（9）上；电阻（4）和/或电容（3）布置在芯片（2）的四周，通过各自的电气接口分别与基板（1）上的焊盘组连接，然后通过基板内部布线层（8）与芯片（2）的电气接口互连。4.如权利要求3所述的预防点胶污染的芯片结构，其特征在于：所述芯片（2）设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第一芯片以及第二芯片分别通过引线键合的方式焊接到相应的接口焊盘（7）上。5.如权利要求3所述的预防点胶污染的芯片结构，其特征在于：所述芯片（2）设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第第一芯片以及第二芯片分别通过倒装的方式焊接到基板（1）的相应的接口焊盘（7）上。6.如权利要求3所述的预防点胶污染的芯片结构，其特征在于：所述芯片设置有两个，分别为第一芯片以及第二芯片，所述第第一芯片以及第二芯片分别通过倒装以及引线键合的方式将芯片（2）焊接到基板（1）的相应的接口焊盘（7）上。7.一种如权利要求4所述的预防点胶污染的芯片结构的制备方法，其特征在于包括如下步骤：预先准备已经设置有内部互连线、芯片连接焊盘和引出焊球的基板（1）；将电阻（4）、电容（3）焊接至已经准备好的基板（1）的相应位置上；将具有电阻缺口（10）、电容缺口（11）和待封装芯片缺口（12）的绝缘层（5）覆盖在基板（1）的表面，使得所述电阻（4）位于电阻缺口（10）内，电容（3）位于电容缺口（11）内；采用后置芯片埋入的方式，通过引线键合（wb）将芯片（2）引脚焊接到用于连接芯片的接口焊盘（7）上，其中用于连接芯片的接口焊盘（7）位于所述待封装芯片缺口（12）内，芯片（2）与待封装芯片缺口（12）之间具有间隙；采用点胶机对焊接的芯片引脚进行点胶；点胶过后使用树脂填充芯片和绝缘层以及基板之间的缝隙；最后对上述器件进行封装，完成芯片结构的制备。8.一种如权利要求5所述的预防点胶污染的芯片结构的制备方法，其特征在于包括如下步骤：预先准备已经设置有内部互连线、芯片连接焊盘和引出焊球的基板（1）；
将电阻（4）、电容（3）焊接至已经准备好的基板（1）的相应位置上；将具有电阻缺口（10）、电容缺口（11）和待封装芯片缺口（12）的绝缘层（5）覆盖在基板（1）的表面，使得所述电阻（4）位于电阻缺口（10）内，电容（3）位于电容缺口（11）内；采用后置芯片埋入的方式，通过倒装的方式将芯片引脚焊接到用于连接芯片的接口焊盘（7）上，其中用于连接芯片的接口焊盘（7）位于所述待封装芯片缺口（12）内，芯片（2）与待封装芯片缺口（12）之间具有间隙；采用点胶机对焊接的芯片引脚进行点胶；点胶过后使用树脂填充芯片和绝缘层以及基板之间的缝隙；最后对上述器件进行封装，完成芯片结构的制备。9.一种如权利要求6所述的预防点胶污染的芯片结构的制备方法，其特征在于包括如下步骤：预先准备已经设置有内部互连线、芯片连接焊盘和引出焊球的基板（1）；将电阻（4）、电容（3）焊接至已经准备好的基板（1）的相应位置上；将具有电阻缺口（10）、电容缺口（11）和待封装芯片缺口（12）的绝缘层（5）覆盖在基板（1）的表面，使得所述电阻（4）位于电阻缺口（10）内，电容（3）位于电容缺口（11）内；采用后置芯片埋入的方式，通过倒装（fc）和键合（wb）方式将芯片引脚焊接到用于连接芯片的接口焊盘（7）上，其中用于连接芯片的接口焊盘（7）位于所述待封装芯片缺口（12）内，芯片（2）与待封装芯片缺口（12）之间具有间隙；采用点胶机对焊接的芯片引脚进行点胶；点胶过后使用树脂填充芯片和绝缘层以及基板之间的缝隙；最后对上述器件进行封装，完成芯片结构的制备。

技术总结
本发明公开了一种预防点胶污染的芯片结构及其制备方法，所述方法包括如下步骤：预先准备已经设置有内部互连线、芯片连接焊盘和引出焊球的基板；将电阻、电容焊接至已经准备好的基板的相应位置上；将具有电阻缺口、电容缺口和待封装芯片缺口的绝缘层覆盖在基板的表面，使得所述电阻位于电阻缺口内，电容位于电容缺口内；采用后置芯片埋入的方式，通过引线键合将芯片引脚焊接到用于连接芯片的接口焊盘上，其中用于连接芯片的接口焊盘位于所述待封装芯片缺口内；采用点胶机对焊接的芯片引脚进行点胶。所述方法可以有效的避免芯片在点胶过程中对周围电阻电容的污染，有效的提升芯片封装的良品率。封装的良品率。封装的良品率。


技术研发人员：陈桂林 范建华 王观武 王康 胡敏慧 胡永扬
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/9