[發(fā)明專利]用于射頻應(yīng)用的隔離混合基板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310295847.2
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103367269A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊丹;何松;任宇行;史訓(xùn)清
• 申請（專利權(quán)）人: 香港應(yīng)用科技研究院有限公司
• 主分類號: H01L23/14
• 分類號: H01L23/14;H01L23/552;H01L25/16;H01L21/48;H01L21/58;H01Q1/22
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張春媛;閻娬斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及射頻信號系統(tǒng)，并且更具體地，涉及一種用于小型射頻信號系統(tǒng)的封裝和用于產(chǎn)生該封裝的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，便攜式/可佩帶電子裝置中的射頻或混合信號系統(tǒng)急迫地需要異構(gòu)集成(例如，射頻、數(shù)字和電源系統(tǒng)的一體化)和降低的形狀因數(shù)，以便滿足使產(chǎn)品尺寸小型化的需要。諸如三維封裝的先進(jìn)封裝技術(shù)是獲得上述目標(biāo)的可能的解決方案。

考慮到信號完整性，射頻和數(shù)字/電源信號路徑應(yīng)該被電分離，并且諸如低溫?zé)Y(jié)陶瓷的低損耗基板被推薦用來路由高頻或超高頻信號。

在一個方面，另一關(guān)鍵問題在于作為敏感設(shè)備的射頻集成電路應(yīng)該被電磁屏蔽，但是其天線應(yīng)該保持不受影響。

US6,657,523公開了一種通過疊層封裝形成的堆疊的射頻模塊，每個封裝安置單片微波集成電路(MMIC)以及顛倒地安裝另一個封裝，該另一個封裝安置用于控制MMIC的控制電路。MMIC和控制電路均由金屬密封蓋密封在每個封裝的空穴中，所述封裝彼此在空間上完全分離。將射頻信號和電源/控制信號的布線路徑上的焊盤和接地焊盤設(shè)置在每個封裝中，并且在封裝的背面通過金凸點(diǎn)與對應(yīng)焊盤接合。

US7,477,197提供一種天線和RF前端模塊的集成，涉及一種包括具有第一表面和與第一表面相對的第二表面的基板的電子組件。該電子組件還包括耦接至基板的第一表面的RF前端模塊，以及定位在基板的第二表面的接地平面層，在接地平面層上的絕緣層，其中接地平面層定位在第二表面和絕緣層之間。此外，該電子組件還包括在絕緣層上的天線層，其中絕緣層定位在天線層和接地平面層之間。

US8,335,084公開了一種包括嵌入式有源設(shè)備和分立式無源設(shè)備的電子系統(tǒng)或者模塊，以及用于制備包含嵌入式有源設(shè)備和/或分立式無源設(shè)備的封裝的方法。所述模塊包括多個內(nèi)建層，其定義電路互連并且包括一個或多個薄膜型嵌入式無源設(shè)備；至少一個空穴，其形成在內(nèi)建層內(nèi)；以及至少一個有源設(shè)備和/或至少一個分立式無源設(shè)備，其設(shè)置在空穴中并且電連接至內(nèi)建層的電路互連。內(nèi)建層可以安裝至芯板，并且該芯板可以組裝至印制電路板。

雖然如此，上述現(xiàn)有技術(shù)也不能夠提供用于射頻信號的封裝系統(tǒng)，其同時在電特性、超小形狀因數(shù)和低成本解決方案上實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)化性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于小型射頻(RF)信號系統(tǒng)的封裝，以及形成封裝的方法，以使封裝的尺寸小型化，提高信號完整性，并且降低制造成本。

因此，本發(fā)明的第一方面在于提供一種用于小型RF信號系統(tǒng)的封裝，包括帶有夾層結(jié)構(gòu)的混合基板，其中混合基板包括具有不同介電性能的上層和下層，所述上層和下層由插板分離以提高電隔離和機(jī)械剛度。位于插板上方的上層具有低損耗的介電材料，該上層包括一個或多個元件，其可操作用于將射頻集成電路(RFIC)芯片的RF信號傳輸至布置在上層外側(cè)上的天線。位于插板下方的下層具有高損耗的介電材料，該下層包括一個或多個元件，其可操作用于將RFIC芯片的低頻信號傳輸至外部電路。低損耗介電材料的損耗角正切值低于高損耗介電材料的損耗角正切值，這幫助降低封裝的傳輸損耗。RFIC芯片或者其他有源元件配置在混合基板中。根據(jù)本發(fā)明的某個實(shí)施方式，插板具有孔，其中RFIC芯片或者其他有源元件位于上層和下層之間。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，將金屬層形成在孔的側(cè)壁以包圍RFIC芯片，使得金屬側(cè)壁與兩個層中的兩個接地板一起構(gòu)成封裝內(nèi)的自屏蔽外殼，以保護(hù)RFIC芯片免受電磁干擾。

本發(fā)明的第二方面在于提供一種形成用于小型RF信號系統(tǒng)的封裝的方法，包括貫穿插板鉆孔或蝕刻一孔，在孔的側(cè)壁上電鍍或沉積屏蔽金屬以包圍RFIC芯片，在插板的上側(cè)上層壓或沉積上層，在插板的下側(cè)上層壓或沉積下層，電鍍和圖案化以形成金屬化部分，從而重新分配輸入/輸出，在上層的外側(cè)上印制或鍍天線，以及制作微凸點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)板級分離。

附圖說明

在下文中，參考附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于射頻信號系統(tǒng)的封裝的橫截面視圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的用于射頻信號系統(tǒng)的封裝的橫截面視圖；

圖3A是圖2的封裝的局部放大的橫截面視圖；

圖3B是圖2的封裝的另一局部放大的橫截面視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的示出屏蔽外殼的封裝的橫截面視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的指出用于混合基板的三個層的材料及其對應(yīng)性能的圖表；

圖6A是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性封裝的橫截面視圖；