本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括，用于承載多個(gè)芯片的基板；設(shè)置于基板表面上預(yù)定位置的復(fù)數(shù)個(gè)智能電表功能芯片；實(shí)現(xiàn)所述各個(gè)功能芯片與基板上電路之間電聯(lián)接的鍵合引線；覆蓋所述功能芯片以及鍵合引線的保護(hù)層；形成與所述基板背面的BGA(Ball?Grid?Array)焊球陣列。本發(fā)明專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)緊湊，使得整個(gè)模塊的面積和體積都大大減小。本發(fā)明專利技術(shù)還提供一種智能電表核心模塊的封裝方法。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及芯片封裝
，特別涉及一種智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。
技術(shù)介紹
隨著人們對電子產(chǎn)品的要求向小型化、多功能、環(huán)保型等方向的發(fā)展，人們努力尋求將電子系統(tǒng)越做越小，集成度越來越高，功能越做越多，越來越強(qiáng)。傳統(tǒng)的智能電表模塊，是將各個(gè)封裝好的功能子電路最后通過相應(yīng)的邏輯連接起來，這需要外接大量的布局布線來完成這一連接，從而會占據(jù)電路板上大量的面積，也增加走線難度。同時(shí)，由于電路板上的線路尺寸和過孔尺寸也過大，使整個(gè)系統(tǒng)的面積和體積也會跟著加大。這不但使整個(gè)智能電表模塊的封裝結(jié)構(gòu)尺寸過大，也導(dǎo)致制造成本上升。傳統(tǒng)的智能電表封裝結(jié)構(gòu)越來越無法滿足人們對電子產(chǎn)品小型化、高集成度的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種，以解決現(xiàn)有智能電表核心模塊封裝結(jié)構(gòu)的上述問題。本專利技術(shù)另外提供一種智能電表核心模塊的封裝方法。本專利技術(shù)提供一種智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)，包括用于承載多個(gè)芯片的基板；設(shè)置于基板表面上預(yù)定位置的復(fù)數(shù)個(gè)智能電表功能芯片；實(shí)現(xiàn)所述各個(gè)功能芯片與基板上電路之間電聯(lián)接的鍵合引線；覆蓋所述功能芯片以及鍵合引線的保護(hù)層；形成與所述基板背面的BGA(Ball Grid Array)焊球陣列。可選的，所述基板為單層或多層化合物印刷線路板，在所述基板表面預(yù)留芯片的貼合位置周邊設(shè)置有金絲壓焊焊盤。可選的，在所述基板的背面設(shè)置有BGA植球需要的焊盤金屬。可選的，形成所述金絲壓焊焊盤的材料銅、鎳、金中的一種或其合金；形成所述BGA植球需要的焊盤金屬的材料包括銅、鎳、金中的一種或其合金。可選的，智能電表功能芯片包括MCU芯片、485芯片、計(jì)量芯片、ESAM，存儲器、邏輯電路和時(shí)鐘芯片及其他用于實(shí)現(xiàn)電表功能分立元器件。可選的，所述保護(hù)層為有機(jī)聚合物材料形成的塑封膠，其厚度和面積足以包覆基板表面的智能電表功能芯片、鍵合引線以及壓焊焊盤。可選的，形成所述鍵合引線材料包括金、銅或者所述金或銅合金。可選的，所述BGA焊球陣列為釬料金屬。本專利技術(shù)還提供一種智能電表核心模塊的封裝方法，包括如下步驟提供用于基板，在所述基板表面芯片的貼合位置周邊設(shè)置有金絲壓焊焊盤，所述基板中設(shè)置有連接智能電表功能芯片的連接電路；將所述智能電表功能芯片貼裝于所述基板表面預(yù)定的指定位置；通過引線將所述各個(gè)功能芯片的引線焊盤與所述基板表面相應(yīng)的金絲壓焊焊盤相連接；在所述基板表面形成包覆所述基板表面的智能電表功能芯片、鍵合引線以及壓焊焊盤的保護(hù)層；在所述基板背面形成BGA焊球陣列。可選的，在將所述智能電表功能芯片貼裝于所述基板表面的步驟還包括如下子步驟對基板進(jìn)行預(yù)熱；在預(yù)熱后的基板表面預(yù)定位置涂膠；將智能電表芯片與基板表面涂膠位置相對準(zhǔn)；將智能電表芯片貼裝于基板表面涂膠位置。可選的，將智能電表芯片貼裝于基板表面涂膠位置之后，還包括對所述基板高溫處理，固化智能電表芯片的步驟。可選的，所述保護(hù)層為一層或一層以上的塑封膠。可選的，采用點(diǎn)膠或者涂敷的方式在基板上表面形成所述塑封膠，并加溫固化。可選的，在基板的背面通過C4工藝回流形成BGA焊球陣列。可選的，還包括如下步驟對完成封裝的整個(gè)模塊切片，并做性能檢測。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本專利技術(shù)的智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)將電表系統(tǒng)中所用的各個(gè)不同大小尺寸型號的裸芯片，通過集成為一體，形成一個(gè)高密度，低損耗，低成本的小型電表模塊，使得整個(gè)模塊的面積和體積都大大減小；進(jìn)一步的，本結(jié)構(gòu)中電表模塊中的各個(gè)芯片間的走線距離變短，更利于提高信號處理的速度，提高電表模塊的性能。此外,本專利技術(shù)的方法成本低且易于控制，便于大規(guī)模量產(chǎn)。附圖說明圖I為本專利技術(shù)的智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的剖視圖；圖2為本專利技術(shù)的智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中智能電表芯片于基板表面分布的俯視圖；圖3至圖6為本專利技術(shù)的智能電表核心模塊的封裝方法的各個(gè)步驟后形成的結(jié)構(gòu)的示意圖。具體實(shí)施例方式在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本專利技術(shù)。但是本專利技術(shù)能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本專利技術(shù)內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術(shù)不受下面公開的具體實(shí)施的限制。下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。圖I為本專利技術(shù)的智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的剖視圖。請參看圖1，本專利技術(shù)的實(shí)施例中，智能電表核心模塊封裝結(jié)構(gòu)包括基板101，設(shè)置于基板101表面上預(yù)定位置的復(fù)數(shù)個(gè)智能電表功能芯片(圖I中僅僅示出第一功能芯片104和第二功能芯片105)；實(shí)現(xiàn)所述各個(gè)功能芯片與基板上電路之間電聯(lián)接的鍵合引線106 ;覆蓋所述功能芯片以及鍵合引線的保護(hù)層107 ;形成與所述基板背面的BGA(Ball Grid Array)焊球陣列108。其中，所述基板101用于實(shí)現(xiàn)多芯片間邏輯連接并對芯片提供支撐。其可以是單層或多層化合物印刷電路板。在所述基板101內(nèi)部設(shè)置有一層以上的金屬布線層，形成連接電路。其用以根據(jù)芯片間的邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的電器連接。所述基板101材質(zhì)可以塑料、陶瓷等。在所述基板101的表面預(yù)定位置用于貼合智能電表芯片，在預(yù)留用于貼裝智能電表芯片位置的周邊設(shè)置有金絲壓焊焊盤102，金絲壓焊焊盤102可以由銅、鎳、金等材料中的一種或其合金構(gòu)成。該金絲壓焊焊盤與基板內(nèi)部的電路相連通，并作為與智能電表芯片的鍵合的引線焊盤。在所述基板101的背面還設(shè)置有形成BGA陣列所需要的焊盤金屬103，焊盤金屬103也可以由銅、鎳、金等材料中的一種或其合金構(gòu)成。該焊盤金屬103也與基板內(nèi)部的電路相連通。圖2不出了上述智能電表功能芯片于基板表面的分布。如圖2所不,各個(gè)智能電表功能芯片通過粘貼劑粘貼與基板101的表面。智能電表功能芯片分別包括MCU芯片206、485芯片204、計(jì)量芯片208、ESAM芯片202、存儲器210、邏輯電路104和時(shí)鐘芯片105 (圖I相當(dāng)于圖2中設(shè)置保護(hù)層后沿XX’方向的剖視圖)。當(dāng)然也可以也包括實(shí)現(xiàn)電表模塊功能的其他所需芯片及元器件。上述的功能芯片通過貼裝技術(shù)將每一款芯片及元器件貼裝于基板101表面的相應(yīng)位置。上述芯片可以是市場流通芯片及元器件產(chǎn)品，也可以自行開發(fā)設(shè)計(jì)制造。需要說明的是，圖2中示出的各種功能芯片的貼裝位置僅僅是示意性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要將構(gòu)成電表模塊的功能芯片在基板101表面任意設(shè)置，相應(yīng)的，基板101內(nèi)部的電路以及基板101表面的金絲壓焊焊盤可根據(jù)功能芯片的設(shè)置位置而預(yù)先設(shè)計(jì)并制造，這里不再進(jìn)行贅述。請繼續(xù)參看圖1，引線106 —端連接于芯片的焊盤上，另一端連接于基板101表面上分布于芯片周圍的焊盤上，將芯片中的電路與基板101中的電路相連通。所有芯片均通過引線與基板101上的電路想連通，從而可實(shí)現(xiàn)不同芯片之間的電氣連接，并實(shí)現(xiàn)預(yù)期的電表模塊功能。引線106材料包括金、銅或者所述金或銅合金。所述保護(hù)層107設(shè)置于所述基板101表面上，用于保護(hù)基板101表面上的芯片以及芯片與基板101的連接結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，所述保護(hù)層107為有機(jī)聚合材料形成的塑封膠，其厚度和面積足以包覆基板101表面的智能電表功能芯片、鍵合引線以及壓焊焊盤。通過保護(hù)層107，可以為芯片以及鍵合引線結(jié)構(gòu)提供物理機(jī)械以及熱力保護(hù)，增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的可靠性。當(dāng)然，保護(hù)層107的材料并不限于所述的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種智能電表核心模塊的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括，用于承載多個(gè)芯片的基板；設(shè)置于基板表面上預(yù)定位置的復(fù)數(shù)個(gè)智能電表功能芯片；實(shí)現(xiàn)所述各個(gè)功能芯片與基板上電路之間電聯(lián)接的鍵合引線；覆蓋所述功能芯片以及鍵合引線的保護(hù)層；形成于所述基板背面的BGA(Ball？Grid？Array)焊球陣列。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉璟，謝偉東，李天石，田漪婷，
申請(專利權(quán))人：北京天中磊智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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