[发明专利]一种盒式三维系统级封装

说明书

1技术领域

本发明公开一种三维系统级封装，是一种能广泛应用于航空航天、微电子、通讯、医疗等领域中的系统级封装技术。采用该技术，能够在最小的体积内封装更多的芯片，通过巧妙的封装结构设计，在封装体的6个基板上均可以安装元器件，通过折叠、焊接、灌胶，形成一个盒体式三维系统级封装，所有元器件均位于盒体内部，被有效地封装保护起来。

2背景技术

系统级封装SiP(System-in-Package)是一种将多个芯片封装在一个封装体内，形成一个独立系统的新型封装技术。

随着工艺水平的提高，封装技术发展得很快，规模越来越大，引脚数目快速增长，单芯片封装已经不能满足系统设计的要求，封装产品也逐渐地由小规模、单片芯片封装向大规模、多芯片封装的方向发展。

多芯片封装受到了越来越多的关注，其中最受关注的便是SiP系统级封装。

系统级封装，顾名思义，是指在一个封装体中集成一个系统。通常，这个系统需要封装多个芯片并能够独立完成特定的任务，如集成了CPU、DRAM、Flash等多种IC芯片的SiP系统级封装。

系统级封装SiP通常包含一块载板，将元器件统一安装在载板上，然后进行封装加固，最后形成一个完成的系统级封装。

随着基板技术的发展，刚柔结合板的应用也越来越普遍，其性能日益提高，成本也降低到可接受的范围内。

刚柔结合板是指在印刷电路板上包含一个或多个刚性区和柔性区，由刚性板和柔性板层压在一起组成。

刚柔板结合板的本质是将柔性电路板FPC(Flexible Printed Circuit)作为刚性电路板PCB(Printed Circuit board)的一个层或者多个电路层，再对PCB的刚性进行部分铣加工，只保留柔性部分，这样，柔性区域可进行一定程度的弯曲，从而适应复杂的结构安装，或者活动部件的连接。

刚柔结合板的优点是既可以提供刚性印刷板的支撑作用，又具有柔性板的弯曲特性，能够满足三维组装的需求。

在SiP系统级封装中，因为要在有限的空间内封装多个芯片，所以集成度一直是SiP中重要的技术指标。

通常，在SiP中增加集成度主要采用三维堆叠的方式，包括芯片堆叠和封装堆叠等方式，三维堆叠方式目前应用比较普遍，但也有一些难以解决的问题。例如芯片堆叠中对芯片的尺寸、功耗等都有比较严格的要求；封装堆叠中对上下封装的尺寸及引脚位置也有严格的要求，同时，上下引脚的连接也会影响芯片的安装空间。

因此，一种新的三维系统级封装集成方式是SiP技术发展非常需要的。

3发明内容

本发明专利介绍的三维系统级封装，是采用了刚柔结合板结构的封装体，在基板生产和加工以及芯片贴装过程中，整个刚柔结合基板位于同一个平面内，芯片贴装完成后，将柔性部分弯曲90度，形成盒式封装体。

本发明介绍了一种三维系统级封装，其特征在于：采用了盒式三维结构，其封装基板采用了刚柔结合板，其中包含6块刚性基板，中间通过5个柔性电路连接，在6块刚性基板上，均可安装芯片等元器件，柔性电路主要起到电气互联和物理连接的作用。在元器件安装完成后，对柔性区域进行90度弯曲，将刚性基板弯折并拼接成一开盖盒状体，并对其接缝处进行焊接，然后对封装体内部充胶加固，最后封盖，植球，形成完整的三维系统级封装。

为了明确本方案内容，采用顶视图和侧视剖面图进行解释，附图1为三维系统级封装的基板顶视图和对应的侧视剖面图。其中A、B、C、D、E、F为刚性基板，总共6块，通过5个柔性电路连接起来，分别标识为1、2、3、4、5，刚性基板在未有柔性电路连接的边做金属化处理，用于后期的焊接。图1中央为顶视图，其中a-a，b-b点划线表示剖面图的位置，a-a剖面图位于图1下方，b-b剖面图位于图1右侧。

附图2是附图1的局部放大图，包含刚性基板A的局部和刚性基板B的局部及柔性电路1，柔性电路连接刚性基板，其厚度一般比刚性基板薄，层压在刚性基板中间。

每块刚性基板上可安装元器件，安装元器件的原则是尽可能将高度大的元器件安装在基板中央位置，高度小的可往基板外侧安装，但不能太靠近边缘，避免和其它基板上的元器件产生干涉，每块基板上的元器件高度大致呈金字塔型排布，如果是裸芯片，可进行芯片堆叠安装，参看附图3，附图4。