一種具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板及封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字信號隔離電路，具體涉及一種采用倒裝封裝技術(shù)(Flip-Chip)的具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板及封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字信號隔離芯片是一種可以實現(xiàn)輸入與輸出分別供電，且兩端信號完全隔離的芯片，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了軍用電子系統(tǒng)和航空航天電子設(shè)備當中，尤其是一些應(yīng)用環(huán)境比較惡劣的場合。隔離芯片不僅可以消除噪聲，還可以保護器件(或人)免受高電壓的危害。隨著數(shù)字電路和通信產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)字隔離芯片也將得到更廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)今集成電路芯片尺寸越來越小，而電子產(chǎn)品和電子系統(tǒng)的小型化要依賴先進電子封裝技術(shù)的進步。各類封裝方法朝著更高的密度、更強的功能、更優(yōu)的性能、更小的體積等方面發(fā)展。市面上多用引線鍵合的方法將管芯與基板互連在一起。而高密度電子封裝正朝著小型化、高I/O密度、更好的散熱性和高的可靠性方向發(fā)展，傳統(tǒng)引線鍵合技術(shù)已經(jīng)無法滿足要求。
[0004]市面上常用倒裝焊的方法解決大面積芯片之間的互連問題，而小型芯片依然使用傳統(tǒng)的引線鍵合的方法。尤其是在數(shù)字信號隔離電路中，普遍采用引線鍵合的互連方法。如申請?zhí)枮?200880015420.X的中國專利“射頻耦合的數(shù)字隔離器”。但是在鍵合引線上會寄生電阻、電容、電感，同時芯片內(nèi)空腔會引發(fā)放電，耐壓特性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種的具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板及封裝方法，在數(shù)字信號隔離電路中運用倒裝焊封裝技術(shù)，可以大大減少鍵合互連帶來的問題，提高芯片可靠性。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明提供一種具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板，包括基板及一個或多個數(shù)字信號隔離電路芯片，其中，數(shù)字信號隔離電路芯片通過倒裝焊的方式封裝在基板之上。
[0009]本發(fā)明還提供一種數(shù)字信號隔離電路芯片的封裝方法，用于將數(shù)字信號隔離電路芯片封裝在基板之上，方法包括:
[0010]SI，將多個焊球凸點固定在數(shù)字信號隔離電路芯片的多個焊點上，其中每個焊球凸點固定在一個焊點上；
[0011]S2，在基板上滴注一層助焊劑；
[0012]S3，將數(shù)字信號隔離電路芯片上的焊球凸點對準所述基板上的焊盤倒扣，加熱回流，使焊球凸點與所述焊盤固定；
[0013]S4，在數(shù)字信號隔離電路芯片與所述基板之間的空隙處注入底部填充膠，并對該底部填充膠加熱，使其固化。
[0014](三)有益效果
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]1、采用倒裝焊封裝技術(shù)將數(shù)字信號隔離電路芯片封裝在基板上，倒裝焊的封裝方法由于互連線較短，更有利于高頻高速的數(shù)字信號隔離電路芯片所使用，同時芯片內(nèi)部空腔體積減小，避免了空腔放電現(xiàn)象，并大幅度地增強數(shù)字信號隔離芯片的耐壓特性，芯片互連線占用空間較小，安裝密度更高，增加了單位面積內(nèi)的I/O數(shù)量，較單根引線為單位的鍵合互連來講，生產(chǎn)效率高，降低了批量封裝的成本；
[0017]2、芯片和基板之間填充有底部填充膠(Underfill)，可以很好的解決因芯片與多層共燒陶瓷基板由于熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生的應(yīng)力問題，相比于氣體而言，底部填充膠固化后成為固體將會擁有更好的耐壓特性，提高芯片的可靠性，并增強倒裝芯片的結(jié)構(gòu)性能，防止芯片受潮、離子污染、輻射等不利影響，同時能提升焊球凸點的熱疲勞壽命。
【附圖說明】
[0018]圖1A是本發(fā)明實施例提供的具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板的俯視圖。
[0019]圖1B是本發(fā)明實施例提供的具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板的正視圖。
[0020]圖2A?2D本發(fā)明實施例提供的數(shù)字信號隔離電路芯片的封裝方法的過程圖。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明提供一種具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板，包括基板及至少一個數(shù)字信號隔離電路芯片，其中，數(shù)字信號隔離電路芯片通過倒裝焊的方式封裝在基板之上。在數(shù)字信號隔離電路中運用倒裝焊封裝技術(shù)，可以大大減少鍵合互連帶來的問題，提高芯片可靠性。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，數(shù)字信號隔離電路芯片的表面設(shè)有多個焊點，基板的表面設(shè)有與焊點一一對應(yīng)的焊盤，多個焊點通過多個焊球凸點與焊盤固定連接，以使數(shù)字信號隔離電路芯片固定在基板之上。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，數(shù)字信號隔離電路芯片與基板之間的空隙處，填充有底部填充膠，底部填充膠可以由環(huán)氧樹脂、球型氧化硅、固化劑促進劑等其他材料組成。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，基板的邊緣設(shè)有封口環(huán)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，基板的下端設(shè)有多個引腳。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，數(shù)字信號隔離電路芯片包括電路芯片和變壓器芯片，或者是電路部分與變壓器部分集成為一片芯片。電路芯片(部分)和變壓器芯片(部分)是采用CMOS工藝、BICMOS工藝、MEMS工藝或其他工藝的芯片，電路芯片可以是編碼電路芯片或解碼電路芯片。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，基板為多層共燒陶瓷基板，其包括高溫共燒陶瓷(HTCC)和低溫共燒陶瓷(LTCC)。
[0028]本發(fā)明還提供一種數(shù)字信號隔離電路芯片的封裝方法，用于將數(shù)字信號隔離電路芯片封裝在基板之上，方法依次包括如下步驟:
[0029]SI，將多個焊球凸點固定在數(shù)字信號隔離電路芯片的多個焊點上，其中每個焊球凸點固定在一個焊點上；
[0030]S2，在基板上滴注一層助焊劑；
[0031]S3，將數(shù)字信號隔離電路芯片上的焊球凸點對準基板上的焊盤倒扣，加熱回流，使焊球凸點與焊盤固定；
[0032]S4，在數(shù)字信號隔離電路芯片與基板之間的空隙處注入底部填充膠，并對該底部填充膠加熱，使其固化。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，在步驟SI之前，還包括:
[0034]在數(shù)字信號隔離電路芯片上制作多個焊點，在基板上制作與焊點一一對應(yīng)的焊盤。
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0036]圖1A是本發(fā)明實施例提供的具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板的俯視圖，圖1B是本發(fā)明實施例提供的具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板的正視圖。請結(jié)合圖1A和圖1B，電路板包括數(shù)字隔離信號電路芯片100、焊球凸點200、焊點201、焊盤202、底部填充膠203、多層共燒陶瓷基板300、封口環(huán)301、外金屬引腳302組成，其中數(shù)字隔離信號電路芯片100包括電路芯片與變壓器芯片，數(shù)字信號隔離電路芯片100通過倒裝焊的方式封裝在多層共燒陶瓷基板300之上，數(shù)字信號隔離電路芯片100的表面設(shè)有多個焊點201，多層共燒陶瓷基板300的表面設(shè)有與焊點一一對應(yīng)的焊盤202，多個焊點201通過多個焊球凸點200與焊盤202固定連接，以使數(shù)字信號隔離電路芯片100固定在多層共燒陶瓷基板300之上。在數(shù)字信號隔離電路芯片100與多層共燒陶瓷基板300之間的空隙處，填充有底部填充膠203 ;多層共燒陶瓷基板300的邊緣設(shè)有封口環(huán)301 ;多層共燒陶瓷基板300的下端設(shè)有多個外金屬引腳302。
[0037]圖2A?2D本發(fā)明實施例提供的數(shù)字信號隔離電路芯片的封裝方法的過程圖，如圖2A?2D所示，方法包括:
[0038]S0，圖中未示出，在數(shù)字信號隔離電路芯片100上制作多個焊點201，在多層共燒陶瓷基板300上制作與焊點201——對應(yīng)的焊盤202 ；
[0039]SI，如圖2A所示，將多個焊球凸點200固定在數(shù)字信號隔離電路芯片的多個焊點201上，其中每個焊球凸點200固定在一個焊點201上；
[0040]S2，如圖2B所示，在多層共燒陶瓷基板300上滴注一層助焊劑400 ；
[0041]S3，如圖2C所示，將數(shù)字信號隔離電路芯片100上的焊球凸點200對準基板300上的焊盤202倒扣，通過加熱，使焊球凸點200與焊盤202固定，然后將助焊劑400去除；
[0042]S4，如圖2D所示，在數(shù)字信號隔離電路芯片100與基板300之間的空隙處注入底部填充膠203，并對該底部填充膠加熱，使其固化。
[0043]綜上所述，本發(fā)明在數(shù)字信號隔離電路中運用倒裝焊封裝技術(shù)，可以大大減少鍵合互連帶來的問題，提高芯片可靠性。
[0044]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板，其特征在于，包括基板及至少一個數(shù)字信號隔離電路芯片，其中，所述數(shù)字信號隔離電路芯片通過倒裝焊的方式封裝在所述基板之上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述數(shù)字信號隔離電路芯片的表面設(shè)有多個焊點，所述基板的表面設(shè)有與所述焊點一一對應(yīng)的焊盤，所述多個焊點通過多個焊球凸點與所述焊盤固定連接，以使所述數(shù)字信號隔離電路芯片固定在所述基板之上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路板，其特征在于，所述數(shù)字信號隔離電路芯片與所述基板之間的空隙處，填充有底部填充膠。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述基板的邊緣設(shè)有封口環(huán)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述基板的下端設(shè)有多個引腳。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述數(shù)字信號隔離電路芯片包括電路芯片和變壓器芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，其特征在于，所述基板為多層共燒陶瓷基板，其包括高溫共燒陶瓷和低溫共燒陶瓷。8.一種數(shù)字信號隔離電路芯片的封裝方法，用于將所述數(shù)字信號隔離電路芯片封裝在基板之上，其特征在于，該封裝方法包括依次進行的如下步驟: SI，將多個焊球凸點固定在所述數(shù)字信號隔離電路芯片的多個焊點上，其中每個焊球凸點固定在一個焊點上； S2，在所述基板上滴注一層助焊劑； S3，將所述數(shù)字信號隔離電路芯片上的焊球凸點對準所述基板上的焊盤倒扣，加熱回流，使所述焊球凸點與所述焊盤固定； S4，在所述數(shù)字信號隔離電路芯片與所述基板之間的空隙處注入底部填充膠，并對該底部填充膠加熱，使其固化。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝方法，其特征在于，在所述步驟SI之前，還包括: 在所述數(shù)字信號隔離電路芯片上制作多個焊點，在所述基板上制作與所述焊點一一對應(yīng)的焊盤。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝方法，其特征在于，所述底部填充膠包括環(huán)氧樹脂、球型氧化硅及固化劑促進劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有數(shù)字信號隔離電路芯片的電路板及封裝方法，包括基板及一個或多個數(shù)字信號隔離電路芯片，其中，數(shù)字信號隔離電路芯片通過倒裝焊的方式封裝在基板之上。在數(shù)字信號隔離電路中運用倒裝焊封裝技術(shù)，可以大大減少鍵合互連帶來的問題，提高芯片可靠性。
【IPC分類】H01L23/488, H01L21/60, H01L23/485
【公開號】CN105206591
【申請?zhí)枴緾N201510548683
【發(fā)明人】張峰, 汪鑫悅, 屈操, 李金良
【申請人】中國科學(xué)院自動化研究所
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月31日