CN102376666B - 一种球栅阵列封装结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种球栅阵列封装结构及其制造方法，该球栅阵列封装结构包括：芯片，其上表面形成有固定单元及多个焊盘；基板，其上表面形成有与所述固定单元对应的放置单元以及与各个所述焊盘分别对应的多个通孔，所述芯片以倒装的方式使所述固定单元与所述放置单元接触，且使每个所述通孔分别暴露与该通孔对应的所述焊盘。根据本发明的球栅阵列封装结构及其制造方法，通过将芯片倒装于基板，并通过设置于基板的通孔暴露芯片上的每一个焊盘，且通过导电材料保护焊盘后直接在焊盘上植球，由此实现低成本、工艺简单，且具有高电性能。

Description

一种球栅阵列封装结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种球栅阵列封装结构及其制造方法，尤其涉及一种通过将芯片倒装于基板而提高电性能的球栅阵列封装结构及其制造方法。

背景技术

球栅阵列(BGA)封装技术是一种表面贴装型封装，它通过在基板的背面按阵列方式制作出球形凸点(ballbump)来代替传统的引线，使得半导体装置的集成度更高、性能更好。BGA封装技术会显著地增加器件的I/O引脚数、减小焊盘间距，进而缩小封装件的尺寸、节省封装的占位空间，从而使PC芯片组、微处理器等高密度、高性能、多引脚封装器件的微型化成为可能。随着封装技术和产品多样化需求的不断加深，高速度、低成本、小尺寸、优秀的电性能是其重要的发展趋势。

在传统的BGA封装的制造工艺中，芯片通过其下表面固定于基板，然后通过引线键合(wirebonding)工艺使设置于芯片上表面的焊盘通过金属线与基板上的焊点形成电气连接。然后，对所述芯片及基板进行模封(molding)，以保护芯片及内部的金属线。最后，通过植球工艺在基板的下侧形成凸球，以使芯片与外部的其他电路形成电气连接。

但是，由于现有的BGA封装结构需要经过引线键合工艺制造，因此其成本较高，而且由于金属线较长，导致信号完整性较差，工艺步骤较复杂。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种球栅阵列封装结构及其制造方法，以省去引线键合工艺的同时提高球栅阵列封装结构的电性能。

根据本发明的一方面，一种球栅阵列封装结构，包括：芯片，其上表面形成有固定单元及多个焊盘；基板，其上表面形成有与所述固定单元对应的放置单元以及与所述焊盘分别对应的多个通孔，所述芯片以倒装的方式使所述固定单元与所述放置单元接合，且使每个所述通孔分别暴露与该通孔对应的所述焊盘。

而且，所述固定单元与所述放置单元通过粘接胶固定在一起。

并且，所述粘接胶为导热型粘接胶，以对芯片进行散热。

根据本发明的球栅阵列封装结构还包括用于保护所述芯片及所述基板的塑封体。

根据本发明的球栅阵列封装结构还包括：用于保护所述焊盘的导电材料，该导电材料设置于所述通孔内部；设置于通孔下端的凸球，该凸球通过所述导电材料与所述焊盘形成电气连接。

根据本发明的另一方面，一种球栅阵列封装结构的制造方法包括以下步骤：将所述芯片倒置，且使每个所述焊盘分别与所述通孔对准；通过粘接胶将所述芯片的所述固定单元固定于所述基板的所述放置单元；在所述通孔内填入用于保护焊盘导电材料；对所述芯片及所述基板进行模封；在所述基板的所述通孔下端形成与所述焊盘构成电气连接的凸球。

根据本发明的球栅阵列封装结构及其制造方法，通过将芯片倒装于基板，并通过设置于基板的通孔暴露芯片上的每一个焊盘，且通过导电材料保护焊盘后直接在焊盘上植球，由此实现低成本、工艺简单，且具有高电性能。

附图说明

图1为根据本发明的芯片上表面的示意图；

图2为根据本发明的芯片的侧视图；

图3为根据本发明的基板的剖视图；

图4为根据本发明的球栅阵列封装结构的示意图；

图5为根据本发明的球栅阵列封装结构的制造工艺流程图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明根据本发明的实施例的引线加热装置。然而，本发明可以以许多不同的方式来实施，而不应被理解为限于下面的实施例。在附图中，为了清晰起见，夸大尺寸进行表示，并且不同的附图中使用相同的标号表示相同的部件。

图1为根据本发明的芯片上表面的示意图，图2为根据本发明的芯片的侧视图，图3为根据本发明的基板的剖视图，图4为根据本发明的球栅阵列封装结构的示意图。

由图可知，根据本发明的芯片10的上表面形成有多个焊盘11以及固定单元12。所述焊盘11作为输入/输出端子与外部电路连接而使芯片能够执行特定的功能。所述固定单元12用于将所述芯片10设置在基板13上，以对芯片10进行封装。所述基板13用于搭载所述芯片10，在其上表面形成有用于与芯片10的固定单元12接合的放置单元15。所述固定单元12与所述放置单元15之间通过粘接胶19进行固定。优选地，所述放置单元15形成有具有一定深度的凹槽，以设置所述粘接胶19。所述粘接胶19具有导热功能，以对芯片10运行时产生的热量进行散热。在所述基板13上还形成有多个贯穿其上下表面而形成的通孔14，并且每个通孔14可分别与所述芯片10的焊盘11对应，由此当所述芯片10搭载并固定于所述基板13时，所述通孔14暴露所述焊盘11。由图4可知，由于本发明的芯片10的焊盘11及固定单元12都形成在上表面，因此在将所述芯片10固定于所述基板13时，所述芯片10的上表面与所述基板13的上表面紧密接触，即所述芯片10倒装粘贴到所述基板13。而且，在所述基板13的通孔14内设置导电材料18，以保护所述焊盘10，防止芯片10失去作用。并且，与现有技术相比，本发明中所述焊盘11通过导电材料18直接与焊球17形成电气连接。即，本发明中所述基板13无需布线，仅起到一种支撑框架的作用。符号16表示用于保护芯片等内部结构的塑封体。

以下，结合图1至图5详细说明根据本发明的球栅阵列封装结构的制造工艺。图5为根据本发明的球栅阵列封装结构的制造工艺流程图。由图可知，根据本发明的球栅阵列封装结构的制造工艺如下：首先，如图5的(a)所示，将芯片倒置，并对齐芯片上的焊盘与基板上的通孔。此时，当所述芯片上的焊盘与所述基板上的通孔对准时，所述芯片的固定单元自然地与所述基板上的放置单元对齐。然后，如图5的(b)所示，利用粘接胶将所述芯片固定于所述基板。此时所述粘接胶为导热型粘接胶，以对芯片运行时产生的热量进行散热。然后，在所述基板的通孔内填入导电材料，以保护所述焊盘，避免芯片失去作用。此时，相邻的焊盘之间需要保持一定的间距，以避免相邻的焊盘通过导电材料形成连点。然后，如图5的(d)所示，对经过上述工艺的芯片及基板进行模封(molding)，以保护芯片。然后，如图5的(e)所示，在所述基板的所述通孔下端形成与所述焊盘构成电气连接的凸球。此时，所述凸球通过导电材料直接与焊盘形成电气连接，由此提高了电性能。

根据本发明的球栅阵列封装结构及其制造方法，通过将芯片倒装于基板，并通过设置于基板的通孔暴露芯片上的每一个焊盘，且通过导电材料保护焊盘后直接在焊盘上植球，由此实现低成本、工艺简单，且具有高电性能。而且，本发明中的基板无需进行布线，由此节省了工艺，并降低了成本。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims (6)

1.一种球栅阵列封装结构，其特征在于包括：

芯片，其上表面形成有固定单元及多个焊盘，固定单元位于芯片的上表面的中央，所述多个焊盘位于固定单元周围；

基板，其上表面形成有与所述固定单元对应的放置单元以及与所述焊盘分别对应的多个通孔，

所述芯片以倒装的方式使所述固定单元与所述放置单元接合，且使每个所述通孔分别暴露与该通孔对应的所述焊盘。

2.根据权利要求1所述的球栅阵列封装结构，其特征在于所述固定单元与所述放置单元通过粘接胶固定在一起。

3.根据权利要求2所述的球栅阵列封装结构，其特征在于所述粘接胶为导热型粘接胶，以对芯片进行散热。

4.根据权利要求1所述的球栅阵列封装结构，其特征在于还包括用于保护所述芯片及所述基板的塑封体。

5.根据权利要求1所述的球栅阵列封装结构，其特征在于还包括：

用于保护所述焊盘的导电材料，该导电材料设置于所述通孔内部；

设置于通孔下端的凸球，该凸球通过所述导电材料与所述焊盘形成电气连接。

6.一种用于制造权利要求1所述的球栅阵列封装结构的方法，其特征在于包括以下步骤：

将所述芯片倒置，且使每个所述焊盘分别与所述通孔对准；

通过粘接胶将所述芯片的所述固定单元固定于所述基板的所述放置单元；

在所述通孔内填入用于保护焊盘导电材料；

对所述芯片及所述基板进行模封；

在所述基板的所述通孔下端形成与所述焊盘构成电气连接的凸球。