[发明专利]一种一体化卫星导航芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，特别涉及一种利用多芯片封装技术来实现一款高密度高集成的北斗&GPS双模卫星导航一体化芯片的结构及其制作方法。

背景技术

北斗卫星导航系统是拥有我国自主知识产权的全球卫星导航系统。随着北斗卫星导航系统的建设逐步完善，以北斗为核心的卫星导航、精确授时以及位置服务产业正在国民经济生活中发挥越来越重要的作用，成为至关重要的新兴产业，发展前景十分广阔。

高性能卫星导航终端和芯片是卫星导航系统的核心，也是整个导航服务产业链的基础。目前国内北斗卫星导航的终端应用开发都具有偏向性，有的以研制射频芯片为核心，有的以基带处理芯片为研究核心，很少能提供自主的射频与基带处理芯片一体化解决方案，从而导致射频芯片与基带处理芯片核心算法衔接不到位，也极大地降低了模块开发的性能。同时由于目前多采用封装好的射频、基带分立芯片进行二次开发来实现北斗卫星导航功能，模块存在尺寸大、功耗高、开发成本高等问题，不利于进行推广应用。另外，其技术方案的保密性也较差，在一定程度上制约了北斗卫星导航产业的高速发展。

而本专利的提出正是基于传统方法带来的种种问题，将多种实现北斗&GPS双模卫星导航功能的裸芯片，通过一系列的基板工艺和微组装工艺集成在一个封装体内，形成一个高密度、低损耗、低成本的小型一体化导航芯片，并同时实现北斗和GPS双模卫星信号的接收与处理功能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种北斗&GPS双模卫星导航一体化芯片封装结构和方法，该结构基于平面MCP技术，将系统中的多种不同芯片的裸片封装在一个基板中，并完成内部逻辑连接和扇出接口。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种一体化卫星导航芯片产品的结构，其特征在于，包括：一层或多层用于实现多芯片间逻辑连接和支撑作用的基板；置于基板上的用于实现北斗&GPS双模卫星导航功能的多种芯片裸片和电阻、电容、电感等元器件；实现各个芯片与基板电学连接的键合引线；覆盖于多种不同芯片和引线上的塑封胶；以及形成于基板背面的BGA焊球阵列。

进一步地说，所述用于实现多芯片间逻辑连接和支撑作用的基板，为双层化合物印制线路板，其表面及内部设置有下列微结构：(1)金属焊盘；(2)微导线；(3)通孔结构等，基板尺寸形状及上述微结构需根据多种功能芯片/元器件的电学连接关系进行专门设计制造。

更进一步地说，所述置于基板上的用于实现北斗&GPS双模卫星导航功能的多种不同裸片，是指从晶圆厂完成流片、划片工艺后未经封装的裸芯片，其上表面具有供电气连接的金属焊盘，裸芯片上表面向上放置于顶层基板上表面，与基板连接方式为引线键合。

更进一步地说，所述置于基板上的用于实现北斗&GPS双模卫星导航功能的多种芯片裸片，包括：基带芯片，射频芯片和存储芯片，并且按照一定的逻辑关系进行互联，实现卫星导航信号接收功能。且所述基带芯片为多模卫星导航基带处理器，其内部集成了多系统并行捕获引擎、多系统兼容的相关器引擎和ARM处理器内核。

更进一步地说，所述实现各个芯片与基板电学连接的键合引线，按照一定的电学逻辑，一端连接于裸芯片上的焊盘，另一端连接于基板上分布于芯片周围的焊盘阵列。且键合引线可以为金、铜、银、镍等金属或上述金属的合金材料，键合线的平面长度为0.5um～5um。

再进一步地讲，所述覆盖于芯片和引线上的塑封胶，其高度和面积以包覆所有的芯片和引线以及基板表面的裸露焊盘为准，所述塑封胶由有机聚合材料制成。

本发明还提供了一种一体化卫星导航芯片的制造方法，其包括以下步骤：

设计并制作出用于实现多芯片间逻辑连接和支撑作用的多层印刷电路基板；

通过贴片机将实现北斗&GPS双模卫星导航的多种功能芯片裸片及元器件表贴于基板上预留指定位置；

将贴装芯片后的基板高温固化，使芯片/元器件和基板之间形成稳固连接；

通过引线键合机，将每一个芯片的焊盘上的引出信号线相应引出到基板上相应的引线焊盘位置；

采用点胶或者涂敷等方式在基板上表面形成一层塑封胶，并加温固化；

在基板的背面通过C4工艺回流形成BGA焊球阵列；

对整个模块切片，并做相应的性能检测。

(三)有益效果

本发明与常见的卫星导航模块相比有以下优点：