[发明专利]一种LTCC基板3D叠层结构

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及LTCC基板模块结构设计，尤其涉及一种LTCC基板3D叠层结构。

背景技术

现有的LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)基板叠层技术，通过在单个基板进行腔体的制作，将元器件放置于单个基板的腔体内，然后使用金属盖板进行腔体的气密性封装，形成一个功能单元，即一个组件，几个不同功能的组件通过焊料球以BGA焊接的方式进行连接，该连接既作为组件之间的机械连接又作为组件之间的电连接。整个组件与外界的电气互连，通过最底部组件以BGA或PGA形式进行连接。

LTCC基板以其良好的电性能和设计灵活性，被应用于实现高密度集成电路，同时基板内部可以集成部分无源器件(电阻、电容、电感)，以实现元器件的立体布局。现有的基板叠层技术存在的问题是：1、可使用的组装面积比例很低；2、单个组件气密性实现较为困难；3、组件之间的焊接难度很大；4、整个组件的机械强度很低，无法满足使用需求。

发明内容

针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种高可靠、高组装效率的LTCC基板3D叠层结构。

为达到以上目的，本发明的方案为：

包括：若干堆叠的LTCC基板结构，LTCC基板结构之间通过I/O互联方式和机械连接方式连接；其中，LTCC基板结构包括下基板和上基板，上基板扣合于下基板上，下基板与上基板之间形成空腔，下基板上表面与上基板上下表面均布置有元器件。

所述下基板边缘从下到上依次设置有用于上基板和下基板机械固定的第一级台阶和用于下基板与叠放的LTCC基板结构电连接的第二级台阶。

所述第二级台阶上设置有电互连的键合区或焊盘。

所述电互连的焊盘通过键合、焊接的形式进行电互连。

所述上基板的形状为矩形或圆形。

所述下基板的形状为矩形或圆形。

所述上基板的厚度为0.5mm～3.5mm，第一级台阶的高度为0.1mm～3.5mm。

所述第二级台阶的高度为0.3mm～4mm。

所述下基板布的厚度为0.5mm～3.5mm。

若干叠放的LTCC基板结构外设置有用于封装的外壳。

与现有技术比较，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种LTCC基板3D叠层结构，通过基板之间直接进行机械连接，LTCC基板结构之间采用电连接，使得机械连接和电连接分别在独立的区域进行。LTCC组件之间机械连接的面积占基板面积的比例由6.5％增加到40％，机械强度得到极大的增加；上下基板间互连的I/O口由108个增加到506，得到5倍的增加。

(2)本发明中上基板采用双面组装设计，可组装面积由原来的130％提高到250％，有效的提高了叠层体的组装效率。

(3)原有的叠层体在进行焊接装配时，需要严格的控制温度梯度，需要具有很高的BGA焊接水平；改进后的结构不存在温度梯度选择问题，采用常规混合电路装配工艺即可以完成电路的组装，组装难度得到极大的缓解。

附图说明

图1是本发明LTCC基板3D叠层结构截面示意图；

图2是本发明LTCC基板叠层结构截面示意图；

图3是本发明LTCC基板叠层结构下基板平面图。

图中，1为下基板，2为上基板，3为外壳，11为第一级台阶，12为第二级台阶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

如图1、2所示，本发明提供了一种LTCC基板3D叠层结构，包括：若干叠放的LTCC基板结构，LTCC基板结构之间通过I/O互联方式和机械连接方式连接；若干叠放的LTCC基板结构外设置有用于封装的外壳3；其中，LTCC基板结构包括下基板1和上基板2，上基板2扣合于下基板1上，下基板1与上基板2之间形成空腔，下基板1与上基板2均可布置元器件。具体的，下基板1边缘从下到上依次设置有用于上基板2和下基板1机械固定的第一级台阶11和用于下基板1与叠放的LTCC基板结构电连接的第二级台阶12，且第二级台阶12上设置有电互连的焊盘，所述电互连的焊盘通过键合、焊接的形式进行电互连，键合采用金丝或铝丝以键合的方式进行电连接。

本发明中，所述上基板2的形状为矩形或圆形，所述下基板1的形状为矩形或圆形。