[發明專利]射頻微機電器件板級互連封裝結構及其封裝方法

有效

• 申請號: 201410091878.0
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103824818A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 趙成;陳磊;宋竟;胡經國
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H01L23/28
• 分類號: H01L23/28;H01L21/56
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本發明涉及一種微電子元器件的結構及其封裝方法，特別涉及射頻器件的外互連封裝結構及其封裝方法。

背景技術

外互連和封裝是完整實現射頻器件功能的重要工藝環節。射頻微機電器件對封裝的特殊要求有：（1）氣密的封閉容腔，提供器件中微機械結構的工作空間及保證其免受外界不利因素如水汽或腐蝕性氣體，污染微粒，外應力應變等的影響；（2）有效的射頻信號互連，要求具有盡可能小的射頻信號損耗，包括插入損耗和反射損耗等?，F有射頻微機電器件的板級互連方法主要有：（1）引線鍵合，即利用加熱、加壓或超聲的方法使金屬引線與芯片和封裝基板電極連接，實現芯片與封裝基板間的電互連，其工藝簡單易實現，但射頻特性差，對器件整體性能的不利影響較大；（2）硅過孔技術，即在芯片或封裝基板上制作垂直導電通孔并與電極連接，實現芯片與封裝基板間的電互連，其射頻特性優于引線鍵合方法，但工藝復雜，對技術和設備要求較高。其不足之處在于：現有的射頻微機電器件封裝技術中，無論是芯片級封裝還是圓片級封裝，器件芯片的外互連和封裝大多分為兩個獨立的結構部分及兩個分立的工藝步驟，其對封裝和互連的設計和工藝條件要求較高，造成產品的合格率低、成本高。

發明內容

本發明的目的之一是針對現有技術中的不足，提供了一種射頻微機電器件板級互連封裝結構，使互連與封裝一體化，射頻損耗小，且結構簡單，易于實現。

為此，本發明的技術方案為：一種射頻微機電器件板級互連封裝結構，包括射頻微機電器件芯片、凸點橋、封裝基板和密封材料，射頻微機電器件芯片底部粘接在封裝基板上，射頻微機電器件芯片上側設有芯片電極，封裝基板上設有基板電極，所述凸點橋包括凸點橋高頻基板，凸點橋高頻基板上制作有若干射頻傳輸線電極，各射頻傳輸線電極兩端分別設有金屬凸點球，凸點橋倒置并跨接在芯片電極與基板電極之間，使金屬凸點球與對應的基板電極、芯片電極相連；所述密封材料填充在凸點橋高頻基板和封裝基板的邊緣間隙內。

本發明與現有技術相比，其有益效果為：該結構在凸點橋高頻基板和封裝基板之間經密封材料連接成氣密封裝容腔，射頻微機電器件芯片、芯片電極、金屬凸點球及射頻傳輸線電極封裝在該容腔內，射頻傳輸線電極、芯片電極及基板電極的互連路徑較短，射頻損耗低于引線鍵合和硅過孔方法；制造工藝較硅過孔方法簡單，易于工藝實現，并且可以實現芯片與芯片之間的直接互連；凸點橋高頻基板和金屬凸點球同時作為封裝蓋板和支撐體，凸點橋既作為互連通道，也作為密閉空間的支撐結構，與封裝基板以及填充在凸點橋高頻基板和封裝基板之間的密封材料一起構成射頻微機電器件，使其可有效地用于射頻信號的處理和傳輸中。

本發明的進一步改進在于所述射頻微機電器件芯片為兩個或兩個以上時，相鄰射頻微機電器件芯片的芯片電極之間經金屬凸點球和射頻傳輸線電極互連。該結構提供了將兩個或兩個以上的射頻微機電器件芯片封裝在一起的技術思路，使電子元器件體積更小，信號傳遞更加可靠。

為進一步降低射頻損耗，所述射頻傳輸線電極、芯片電極及基板電極的阻抗相匹配。

本發明的目的之二是提供一種射頻微機電器件板級互連封裝結構的封裝方法，通過該封裝方法，可實現快速、簡便地封裝射頻微機電器件芯片。?

本發明的射頻微機電器件板級互連封裝結構的封裝方法，其包含以下步驟：

（1）在凸點橋高頻基板上制作射頻傳輸線電極；

（2）在各個射頻傳輸線電極兩端制作金屬凸點球，形成凸點橋；

（3）用粘片膠將射頻微機電器件芯片粘接在封裝基板上；?

（4）倒置凸點橋，使其射頻傳輸線電極兩端的金屬凸點球分別對準對應的芯片電極和基板電極，利用超聲熱壓使金屬凸點球與對應的芯片電極、基板電極相粘接；

（5）在凸點橋高頻基板和封裝基板之間的邊緣間隙中填充密封材料，完成射頻微機電器件芯片的封裝。所述密封材料可為氣密性高分子材料，例如環氧樹脂。

通過上述射頻微機電器件的封裝方法，其工藝簡單，易于實現，成品率高。

附圖說明

圖1是本發明中凸點橋結構的俯視圖。

圖2是本發明中凸點橋結構的主視圖。

圖3是本發明中凸點橋結構的左視圖。

圖4是單個射頻微機電器件芯片互連封裝的結構示意圖。

圖5是兩個射頻微機電器件芯片互連封裝的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明作進一步說明。?

實施例1