[發明專利]具有波導轉換元件的集成電路模塊

有效

• 申請號: 201410176248.3
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN104124211B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: W.哈特納;E.澤勒;M.沃杰諾夫斯基
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/053
• 分類號: H01L23/053;H01L23/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張濤,胡莉莉

技術領域

本申請涉及集成電路模塊，并且特別是涉及射頻集成電路模塊。

背景技術

隨著集成電路的復雜度繼續增長，已經開發出改進的封裝技術以跟上增加的電路密度和增加的互連數目。例如，這些技術中已知為嵌入晶片級球柵陣列（eWLB）的一種技術已經被開發以支持密集間隔的集成電路端子對球柵陣列（BGA）封裝的焊料球互連的扇出。

在eWLB封裝的情況下，被處理的晶片被切塊，并且被切塊的芯片被在載體上間隔開。利用模制化合物（模制化合物然后被固化以形成人工晶片）來填充各芯片之間的空間。薄膜技術被用于形成一個或更多個重分布層，重分布層將集成電路的焊盤連接到封裝互連（例如，焊料球）。可以包括一個或更多個導電層和中間介電層、以及各導電層之間的過孔等的重分布層允許集成電路輸入和輸出至封裝互聯的靈活且高效的扇出。題為“Embedded Chip Package”并且于2012年8月7日公布的美國專利No. 8,237,259 B2提供了eWLB封裝技術的細節；前述專利的整體內容通過引用合并于此。

射頻（RF）集成電路（RFIC）包括產生射頻范圍（根據一些定義，射頻范圍從大約數千赫茲延伸到300吉赫茲（GHz）或更高）內的信號或者對射頻范圍內的信號進行操作的電路元件。將領會，在大約1GHz與300GHz之間的頻率通常被提及為微波頻率。然而，為了本公開的目的，術語“射頻”（或RF）被用于寬泛地提及范圍在從幾兆赫茲（MHz）到100GHz或更高的頻率中的信號，并且更特別地提及典型地通過針對高頻電磁波的傳播而具體地設計的傳輸線和/或波導結構而被從一個地方攜帶到另一地方的信號。

RF集成電路—特別是隨著信號頻率增加—對封裝而言創建出附加的挑戰。使用傳輸線結構（諸如帶線、共面波導或微帶結構）或波導結構（諸如矩形波導）最高效地實現較之非常短距離延伸得更多的RF互連。當RF電路被安裝在平面基底（諸如印刷電路板）上時，例如，它們經常被直接耦接到能夠被容易地制備在同一基底或印刷電路板上的平面傳輸線。

尤其在更高頻率下，將RF電路耦接到矩形波導可能是優選的。已經開發出多種轉換元件結構，以將形成在電路板上的傳輸線（例如微帶、共面波導或帶線傳輸線）耦接到矩形波導。這些轉換元件中的許多使用垂直探針、管腳或垂直小天線來激勵被從共面波導轉換到矩形波導的電磁場中的電（E）場。這是探針將電磁波的傳播模式從共面波導所使用的TEM模式改變為可由矩形波導傳播的橫電磁（TE）模式（諸如TE₁₀）。

使用像這些探針的垂直元件可能創建制備困難。垂直管腳、探針或天線的制備比平面結構的制備更復雜，并且與在平面基底上制備的水平結構或平面結構相比，經常只能以更低的金屬分辨率（例如更大的金屬間距和直徑）來作成。因此，需要與先進集成電路封裝技術更兼容的改進的轉換結構。

發明內容

本發明的實施例包括集成電路模塊和用于產生這樣的模塊的方法。根據示例實施例，集成電路模塊包括封裝模制化合物層，封裝模制化合物層進而包括封裝模制化合物并且具有相對的第一表面和第二表面。集成電路模塊進一步包括嵌入在封裝模制化合物中并且包括RF端口的射頻（RF）集成電路；以及波導轉換結構，嵌入在封裝模制化合物中并且包括傳輸線接口部分、被配置成用于耦接到矩形波導外殼的波導接口部分、以及被配置成提供在傳輸線接口部分與波導接口部分之間的傳播模式轉換的變換器部分。包括至少一個絕緣層和至少一個金屬化層的第一重分布層跨過封裝模制化合物層的第一表面在RF集成電路與波導轉換結構之間延伸，并且進一步包括在RF集成電路的RF端口與波導轉換結構的傳輸線接口部分之間導通地連接的RF傳輸線。

在制備集成電路模塊的示例方法中，提供具有RF端口的射頻（RF）集成電路。還提供一種波導轉換結構，具有傳輸線接口部分、被配置成用于耦接到矩形波導外殼的波導接口部分以及被配置為提供在傳輸線接口部分與波導接口部分之間的模式轉換的變換器部分。RF集成電路和波導轉換結構被嵌入在封裝模制化合物層中以使得封裝模制化合物被部署在RF集成電路和波導轉換結構周圍。第一重分布層被形成在封裝模制化合物層的第一表面上，第一重分布層包括至少一個絕緣層和至少一個金屬化層，并且在RF集成電路與波導轉換結構之間延伸，并且進一步包括在RF集成電路的RF端口與波導轉換結構的傳輸線接口部分之間導通地連接的RF傳輸線。

在閱讀下面的詳細描述并且查看隨附的附圖時，本領域技術人員將認識到附加的特征和優點。

附圖說明