本發(fā)明涉及集成電路混合集成電路封裝，尤其涉及一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
1、多芯片的封裝通過集成電路封裝技術(shù)將不同功能的元件組裝在一個(gè)封裝結(jié)構(gòu)中，不僅作為元件的載體，還實(shí)現(xiàn)各個(gè)元件之間的電氣互連，從而實(shí)現(xiàn)特定的功能，是集成電路中的一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)，對(duì)于系統(tǒng)按要求長(zhǎng)期穩(wěn)定服役實(shí)現(xiàn)指定功能至關(guān)重要。
2、在航空、航天、軍事設(shè)備等特殊應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)集成電路均提出了很高的可靠性要求，例如要求氣密性、耐高低溫、耐高濕度等。同時(shí)，隨著航空、航天、軍事設(shè)備等所執(zhí)行的任務(wù)復(fù)雜程度不斷提升，其電子元件也成指數(shù)型增長(zhǎng)趨勢(shì)，這就要求電子設(shè)備在保障高可靠性的同時(shí)進(jìn)一步提升封裝密度。
3、現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)小型化封裝的方法為2.5d/3d堆疊等，此類工藝一般采用abf/bt基板作為元件載體，采用emc塑封材料作為元件包封材料，但是abf/bt基板為有機(jī)材料，此類工藝所用基板及包封材料均無法保證非常良好的氣密；或者采用硅轉(zhuǎn)接板作為元件載體，封帽采用硅帽形式，但是此工藝尚處于研究階段，成本較高且可靠性尚待驗(yàn)證。因此，陶瓷、金屬等材料仍然是高可靠性應(yīng)用場(chǎng)景的首選。
4、但是，傳統(tǒng)陶瓷封裝結(jié)構(gòu)一般采用單面腔體或正反對(duì)稱腔體結(jié)構(gòu)，單面腔體結(jié)構(gòu)可在封裝結(jié)構(gòu)底部放置引腳，縮小封裝占pcb板面積，但是僅能單面放置元件，如圖1；正反對(duì)稱腔體結(jié)構(gòu)可雙面放置元器件，但是只能在封裝提側(cè)面放置引腳，會(huì)增加封裝體整體體積，如圖2。以上兩種結(jié)構(gòu)均沒有很好利用縱向空間，很難實(shí)現(xiàn)小型化組裝。
5、綜上所述，現(xiàn)有基板塑封及硅轉(zhuǎn)接板工藝很難滿足高可靠性應(yīng)用場(chǎng)景要求，傳統(tǒng)陶瓷體封裝結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)小型化封裝。因此在宇航等高可靠應(yīng)用領(lǐng)域，急需一種能保證氣密性的高可靠高密度混合集成的混合集成封裝方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)，包括：所述封裝結(jié)構(gòu)由陶瓷基體、芯片、無源器件、金屬環(huán)框和蓋板，陶瓷基體、金屬環(huán)框和蓋板組成氣密性腔體；
2、所述陶瓷基體為立方體結(jié)構(gòu)，除底部外的正面或側(cè)面用于安裝芯片或無源器件，所述金屬環(huán)框置于陶瓷基體正面或側(cè)面包圍芯片或無源器件，所述蓋板置于金屬環(huán)框之上并實(shí)現(xiàn)氣密封裝。
3、本發(fā)明的有益效果：
4、本發(fā)明一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)陶瓷外殼僅單面或正反兩面腔體安裝芯片或無源器件，本發(fā)明所述封裝結(jié)構(gòu)底部為bga、lga、dfn或qfn封裝引腳，正面及側(cè)面均可安裝芯片或無源器件；正面及側(cè)面的多個(gè)腔體均覆蓋有環(huán)框，蓋板采用平行縫焊或金錫焊接方式覆蓋于金屬環(huán)框之上并與金屬環(huán)框之間密封連接，可保證氣密封裝；正面及側(cè)面的芯片及無源器件之間通過陶瓷體表面及內(nèi)部印刷圖形實(shí)現(xiàn)電氣互連；同時(shí)，本發(fā)明能夠保證芯片安裝腔體內(nèi)的氣密性，保護(hù)芯片不受水汽或其他氣氛影響，所采用材料、工藝均經(jīng)過航天航空等領(lǐng)域長(zhǎng)期驗(yàn)證，可保證混合集成電路的長(zhǎng)期工作可靠性；并且本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)一體化管殼能極大的提高封裝效率，實(shí)現(xiàn)高可靠混合集成電路的小型化封裝。
5、綜上所述，本發(fā)明的高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)具有高性能、高可靠、高密度、小型化、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
1.一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：所述封裝結(jié)構(gòu)由陶瓷基體、芯片、無源器件、金屬環(huán)框和蓋板，陶瓷基體、金屬環(huán)框和蓋板組成氣密性腔體；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陶瓷基體為氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷，且為立方體結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度設(shè)置為5mm～40mm，其寬度設(shè)置為2mm～40mm，其厚度設(shè)置為2mm～10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陶瓷基體正面或側(cè)面安裝多顆芯片或無源器件，并且印刷有導(dǎo)電圖形以實(shí)現(xiàn)多顆芯片或無源器件間電氣互連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陶瓷基體底部為lga焊盤或bga焊球，實(shí)現(xiàn)所述高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)與pcb之間的電氣互連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陶瓷基體內(nèi)部有通孔、盲孔或埋孔，以實(shí)現(xiàn)不同面之間芯片或無源器件之間電氣互連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陶瓷基體可以最少2面安裝元器件，最多5面安裝元器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠高密度混合集成封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述陶瓷基體僅安裝無源器件的面，可安裝金屬環(huán)框及蓋板保證氣密封裝，也可不安裝金屬環(huán)框及蓋板。