[实用新型]一种气密性芯片倒装安装用陶瓷焊盘阵列外壳结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及大规模集成电路陶瓷外壳技术领域，尤其涉及芯片倒装用陶瓷焊盘阵列外壳。

背景技术

电子元器件外壳是指元器件的封装体，其主要功能是提供电（光）信号互连、机械保护、环境保护以及散热等。在高可靠、高性能应用领域，以氧化铝陶瓷材料为基础的陶瓷外壳保证高气密性、高可靠性的首选封装形式。随着集成电路规模、引出端数、集成度的不断增大，陶瓷封装引出端节距不断缩小，安装组装方式逐渐向表面安装发展，陶瓷焊盘阵列外壳（CLGA）作为陶瓷球栅阵列（CBGA）、陶瓷柱栅阵列（CCGA）封装的陶瓷底座，已成为当前先进陶瓷封装的典型代表。

倒装安装是指在整个芯片表面按栅格阵列形式分布I/O端子，芯片直接以倒扣焊接在陶瓷外壳表面，通过上述栅格阵列形式分布I/O端子与外壳上对应的点及焊盘实现电气连接的芯片安装方式。具有I/O数目多、寄生参数小、可靠性高等特点，已成为高I/O数（数千个）、高速高频集成电路封装的主流。

当前将芯片倒装安装方式与陶瓷焊盘阵列外壳结合的封装形式，已成为千万门级FPGA、高性能CPU等高端集成电路封装的首选，由于这些高端集成电路功耗均较大，为满足散热需要，需要在芯片背面直接安装散热器，但现有封装方式无法实现气密性，在航天等高可靠领域应用收到了较大的限制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种气密性芯片倒装安装用陶瓷焊盘阵列外壳结构，其用于气密性芯片倒装方式的封装，能够解决现有封装方式无法实现气密性的问题，能够同时具有高机械可靠性、优良的散热性能和高气密性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种气密性芯片倒装安装用陶瓷焊盘阵列外壳结构，包括陶瓷基板和散热盖板，所述基板在与芯片安装区域对应排布栅格形式的芯片倒装安装焊盘，用于与芯片输入/输出端口连接，所述基板的另一侧排布植球或植柱焊盘作为外部引出端，所述基板内部为多层布线结构，能够实现芯片输入/输出端口与外部引出端互联，所述盖板的中部设有热沉，用于与芯片背面粘接，还包括金属封口环，其位于基板和盖板之间，对基板和盖板气密性封闭连接，芯片安装于所述封口环内部；金属封口环与陶瓷基板钎焊连接，金属封口环的上端通过平行缝焊方式与散热盖板焊接。

优选的，所述植球或植柱焊盘按照1.0mm或1.27mm节距排布。

优选的，所述金属封口环与陶瓷基板钎焊连接用钎料为AgCu28合金。

所述芯片倒装安装焊盘节距最小可达150μm。

优选的，所述金属封口环材料为铁镍合金或铁镍钴合金。

优选的，所述散热盖板的材料为铁镍合金，热沉材料为钨铜、钼铜或铝基碳化硅合金。

优选的，所述陶瓷基板为多层氧化铝陶瓷钨金属化高温共烧制得。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型外壳结构以陶瓷基板钎焊封口环，芯片倒装固定连接于基板后，再将散热盖板与封口环采用平行缝焊的方法完成封装。本实用新型能够用于高引出端数大规模集成电路封装，可满足高精度、大容量信号处理等高端高可靠应用工程的需求；具有陶瓷件体积小、机械可靠性高、可实现大功率器件散热、漏气率小等优点，气密性达到≤1*10^-3（Pa﹒cm³/s），引出端数可达1000以上，恒定加速度试验中，测试条件：恒定加速度30000g、Y1方向、1min，测试合格。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的仰视图；

图3是图1所示实施例的俯视图。

其中，1、基板；2、封口环；3、盖板。

具体实施方式

为了能够更加清楚地描述本实用新型，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

一种气密性芯片倒装安装用陶瓷焊盘阵列外壳结构，包括陶瓷基板1和散热盖板3，基板1在与芯片安装区域对应排布栅格形式的芯片倒装安装焊盘，用于与芯片输入/输出端口连接，基板1的另一侧排布植球或植柱焊盘作为外部引出端，陶瓷基板1为多层氧化铝陶瓷钨金属化高温共烧制得，其内部为多层布线结构，能够实现芯片输入/输出端口与外部引出端互联，盖板3的中部设有热沉，用于与芯片背面粘接，还包括金属封口环2，其位于基板1和盖板3之间，对基板1和盖板3气密性封闭连接，芯片安装于封口环2内部；金属封口环2与陶瓷基板1钎焊连接，金属封口环2的上端通过平行缝焊方式与散热盖板3焊接。