本申請涉及電路結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種電路結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、在電子系統(tǒng)內(nèi)，不同位置的溫度不同。與此同時，在風(fēng)冷狀況下，散熱器所產(chǎn)生的熱風(fēng)會致使其他位置的器件溫度出現(xiàn)擾動，進(jìn)而造成諸如mems時鐘這類對溫度擾動較為敏感的器件工作失穩(wěn)。針對前述問題，可以通過隔熱封裝增大芯片與環(huán)境之間的熱阻，削減溫度擾動給芯片參數(shù)帶來的影響。現(xiàn)有技術(shù)中針對mems實施隔熱封裝，運用硅與玻璃相互結(jié)合打造懸空隔熱結(jié)構(gòu)，并通過引線鍵合的形式進(jìn)行板級互聯(lián)。然而，此方案的工藝難度頗高，而且集成密度亦較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)及其制作方法，用于對電子器件進(jìn)行隔熱保護(hù)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N電路結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)包括：

3、底板，底板內(nèi)設(shè)置有懸島；

4、嵌入底板下表面的蓋板，蓋板與底板之間形成有第一空腔；

5、設(shè)置在懸島上表面的器件；

6、與底板的上表面密封連接的封蓋，封蓋與底板之間形成有第二空腔，器件位于第二空腔內(nèi)。

7、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑碾娐方Y(jié)構(gòu)通過蓋板和底板在懸島下方形成第一空腔，通過封蓋和底板在懸島上方形成第二空腔，器件安裝在懸島上表面，器件被第一空腔和第二空腔包裹。與外界隔離的第一空腔和第二空腔作為器件的保溫層大大降低了外界環(huán)境的溫度變化對器件的影響。本申請?zhí)峁┑碾娐方Y(jié)構(gòu)和其他電子系統(tǒng)的連接方式可以選用倒裝芯片鍵合，倒裝芯片鍵合相比于現(xiàn)有技術(shù)中采用的引線鍵合，其占用的面積更小，集成密度更高；同時，基于pcb工藝的結(jié)構(gòu)制作難度也更低。

8、作為一種可能的實現(xiàn)方案，蓋板以及第一空腔位于懸島的下方，通過若干支撐條支撐懸島，若干支撐條設(shè)置在底板內(nèi)。懸島結(jié)構(gòu)可以將熱量傳導(dǎo)至器件的路徑限制在支撐條內(nèi)，相比于沒有懸島結(jié)構(gòu)傳熱面積大大減少。同時，懸島結(jié)構(gòu)在本申請?zhí)峁┑碾娐方Y(jié)構(gòu)承受外界震動時，可通過支撐條的形變吸收震動，減少外界震動對器件的影響。

9、作為一種可能的實現(xiàn)方案，底板上還設(shè)置有第一線路層，器件與第一線路層電氣連接；第一空腔與第二空腔連通；第一空腔和第二空腔內(nèi)充有空氣或保護(hù)氣體。器件通過在底板上的第一線路層可以與其他電路連接，使器件可以工作。連通的第一空腔和第二空腔可以使二者內(nèi)的溫度基本一致，從而使器件上表面的溫度和下表面的溫度一致，避免器件因各部分溫度不同不能正常工作或者產(chǎn)生物理損傷?？諝饣虮Ｗo(hù)氣體具有較低的熱導(dǎo)率，包裹器件的氣體可以對器件起到有效的隔熱作用。

10、作為一種可能的實現(xiàn)方案，封蓋還設(shè)置有第二線路層，第一線路層和第二線路層電氣連接。在封蓋處的第二線路層在具體電路應(yīng)用中可用于在封蓋上方的電路經(jīng)由封蓋與其他電路連接。同時，通過相互連接的第一線路層和第二線路層，器件可以通過封蓋與其他電路連接，從而實現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)與其他電路的連接。

11、作為一種可能的實現(xiàn)方案，封蓋外還設(shè)置有注塑層，注塑層用于加強電路結(jié)構(gòu)的隔熱能力和第一空腔、第二空腔的密封效果。注塑層也可以用于對第一線路層和第二線路層暴露在外的線路進(jìn)行絕緣，降低因后續(xù)焊接電路結(jié)構(gòu)時造成短路的風(fēng)險。

12、本申請還提供了一種電路結(jié)構(gòu)的制作方法，該電路結(jié)構(gòu)的制作方法包括：

13、提供具有懸島的底板；

14、在底板的下表面嵌入蓋板，蓋板與底板之間形成第一空腔；

15、將器件安裝在懸島的上表面；

16、將封蓋與底板的上表面密封連接，封蓋與底板之間形成第二空腔，器件位于第二空腔內(nèi)。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑碾娐方Y(jié)構(gòu)的制作方法的有益效果與上述技術(shù)方案所述電路結(jié)構(gòu)的有益效果相同，在此不再贅述。

18、作為一種可能的實現(xiàn)方案，底板的材料為基板或pcb板的芯板，底板包括多層板，提供具有懸島的底板包括：提供第一底板，第一底板的材料為基板或pcb板的芯板，第一底板至少包括一層板；在第一底板處制作第一線路層；通過激光和銑床在第一底板內(nèi)切削形成懸島和若干支撐條，在第一底板內(nèi)通過若干支撐條支撐懸島；提供第二底板，第二底板的材料為基板或pcb板的芯板，在第二底板處制作第一線路層；第二底板至少包括一層板；通過激光和銑床對第二底板進(jìn)行加工，將第二底板與第一底板壓合，形成底板；將蓋板通過膠粘或者焊接密封安裝在底板的下表面，蓋板位于懸島下方；通過前述工藝，在底板和蓋板之間形成第一空腔，第一空腔位于懸島下方。材料為基板或pcb板的芯板的底板所形成的懸島結(jié)構(gòu)，其支撐條較為柔軟，可在電路結(jié)構(gòu)收到外部沖擊時產(chǎn)生塑性形變吸收沖擊力，減弱對安裝在懸島上的器件的影響。同時，通過材料為基板或pcb板的芯板的底板可以將本申請?zhí)峁┑碾娐方Y(jié)構(gòu)以倒裝芯片鍵合的連接方式與其他電子系統(tǒng)連接，相比引線鍵合的方式提高了系統(tǒng)集成度。

19、作為一種可能的實現(xiàn)方案，將器件安裝在懸島的上表面包括：通過倒裝芯片鍵合或引線鍵合將器件貼裝在懸島的上表面，將器件與第一線路層電氣連接。

20、作為一種可能的實現(xiàn)方案，封蓋的材料為基板、pcb板的芯板、金屬或陶瓷；當(dāng)封蓋的材料為基板、pcb板的芯板時，封蓋包括第一子材料層和第二子材料層；將封蓋與底板的上表面密封連接，封蓋與底板之間形成第二空腔包括：提供第一子材料層，第一子材料層的材料為基板或pcb板的芯板，第一子材料層至少包括一層板；在第一子材料層處制作第二線路層；提供第二子材料層，第二子材料層的材料為基板或pcb板的芯板，第二子材料層至少包括一層板；在第二子材料層處制作第二線路層；通過激光和銑床對第二子材料層進(jìn)行切削加工；將第二子材料層與第一子材料層壓合，形成封蓋；使用粘結(jié)膠將封蓋的下表面與底板的上表面密封，封蓋與底板之間形成第二空腔，第二空腔與第一空腔連通；將第二線路層與第一線路層連接；當(dāng)封蓋的材料為金屬或陶瓷時，將封蓋與底板的上表面密封連接，封蓋與底板之間形成第二空腔包括：通過增材制造或減材制造形成封蓋；使用粘結(jié)膠將封蓋的下表面與底板的上表面密封，封蓋與底板之間形成第二空腔，第二空腔與第一空腔連通。由于主要依靠空腔中的氣體實現(xiàn)隔熱，封蓋的材料可以選用基板、pcb板的芯板、金屬或陶瓷，選用基板、pcb板的芯板時可以便于立體集成，而選用金屬或陶瓷可以獲得更好的外殼硬度和強度，使電路結(jié)構(gòu)具有更高的強度，適應(yīng)更多的環(huán)境。

21、作為一種可能的實現(xiàn)方案，將封蓋與底板的上表面密封連接，封蓋與底板之間形成第二空腔包括：向第一空腔和第二空腔內(nèi)充有空氣或保護(hù)氣體；在封蓋外通過模塑料注塑形成注塑層。

技術(shù)特征：

1.一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蓋板以及所述第一空腔位于所述懸島的下方，通過若干支撐條支撐所述懸島；若干所述支撐條設(shè)置在所述底板內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底板上還設(shè)置有第一線路層，所述器件與所述第一線路層電氣連接；所述第一空腔與所述第二空腔連通；所述第一空腔和所述第二空腔內(nèi)充有空氣或保護(hù)氣體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封蓋還設(shè)置有第二線路層，所述第一線路層和所述第二線路層電氣連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封蓋外還設(shè)置有注塑層，所述注塑層用于加強所述電路結(jié)構(gòu)的隔熱能力和所述第一空腔、第二空腔的密封效果。

6.一種電路結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述底板的材料為基板或pcb板的芯板，所述底板包括多層板，所述提供具有懸島的底板包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述將所述器件安裝在所述懸島的上表面包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述封蓋的材料為基板、pcb板的芯板、金屬或陶瓷；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述將所述封蓋與所述底板的上表面密封連接，所述封蓋與所述底板之間形成第二空腔包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開一種電路結(jié)構(gòu)及其制作方法，涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，以解決電子元器件需要較高集成度的隔熱結(jié)構(gòu)的問題。所述一種電路結(jié)構(gòu)包括：底板，底板內(nèi)設(shè)置有懸島；嵌入底板下表面的蓋板，蓋板與底板之間形成有第一空腔；設(shè)置在懸島上表面的器件；與底板的上表面密封連接的封蓋，封蓋與底板之間形成有第二空腔，器件位于第二空腔內(nèi)。所述一種電路結(jié)構(gòu)的制作方法包括：提供具有懸島的底板；在底板的下表面嵌入蓋板，蓋板與底板之間形成第一空腔；將器件安裝在懸島的上表面；將封蓋與底板的上表面密封連接，封蓋與底板之間形成第二空腔，器件位于第二空腔內(nèi)。本申請?zhí)峁┑碾娐方Y(jié)構(gòu)及其制作方法用于實現(xiàn)具有較高集成度的電子元器件的隔熱結(jié)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳釧,于中堯,曹立強,王啟東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院微電子研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/7