[發(fā)明專利]一種射頻組件集成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710529729.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN107275226A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋志東;宋云乾;李曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H01L21/50
• 分類號(hào): H01L21/50
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11526
• 代理人: 高原

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁場與微波技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種射頻組件集成方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前射頻微系統(tǒng)的快速發(fā)展，對(duì)射頻組件的尺寸提出了越來越嚴(yán)苛的要求。基于傳統(tǒng)制造工藝的射頻電路集成方法已經(jīng)無法滿足射頻組件小型化、超薄化的要求。新方法通過進(jìn)一步開發(fā)硅基三維異質(zhì)集成工藝，利用硅基基板完成多層疊層布局，從而大大縮小射頻組件體積。

目前典型的射頻組件集成方法主要有以下幾種：

1)基于多層微波印制板工藝的電路集成方法。

基于多層印制板(PCB)工藝的射頻電路集成方法通過表面貼裝元器件、內(nèi)部完成信號(hào)走線的形式完成射頻電路的集成。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前已經(jīng)極為成熟可靠，被廣泛的應(yīng)用于射頻組件集成中。但是存在加工精度低、通孔設(shè)計(jì)不靈活、埋置元器件難度高等缺點(diǎn)，目前已無法滿足射頻組件超薄化的要求。

2)基于低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝的電路集成方法。

LTCC工藝是上世紀(jì)90年代開始興起的一種電路基板制造工藝，相較于PCB工藝，LTCC的加工精度更高，通孔設(shè)計(jì)更靈活。但是其缺點(diǎn)也很明顯，由于陶瓷本身的質(zhì)地較脆，LTCC基板在使用中容易碎裂，基板尺寸無法做大。且也存在無法埋置大量元器件等缺點(diǎn)，不利于射頻組件的小型化設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種射頻組件集成方法，克服或減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種射頻組件集成方法，包括如下步驟，

步驟一：根據(jù)電路設(shè)計(jì)加工各層硅基板，完成各層基板的硅腔與TSV加工；

步驟二：完成各層硅基板的金屬化，根據(jù)電路設(shè)計(jì)完成各層基板上的金屬圖案繪制，并完成阻容元件、濾波電路等無源器件的內(nèi)嵌加工；

步驟三：通過晶圓鍵合工藝組合相應(yīng)的硅基基板，形成埋置元器件所需要的腔體；

步驟四：進(jìn)行芯片微組裝，將射頻電路中的元器件安裝在相應(yīng)的腔體內(nèi)；

步驟五：通過晶圓鍵合工藝完成所有硅基基板層的互聯(lián)；

步驟六：進(jìn)入封裝間進(jìn)行進(jìn)一步的三維堆疊，根據(jù)需要選擇在上下表面安裝其他元器件。

優(yōu)選地是，所述步驟一中的各層所述硅基板的厚度為150μm～500μm之間。

優(yōu)選地是，所述步驟一中的所述硅腔尺寸為：1×1～6×6mm²、腔體深度20～200μm。

優(yōu)選地是，所述步驟一中的所述TSV通孔開孔尺寸為3μm～100μm之間、深寬比≤10:1。

優(yōu)選地是，所述步驟二中的所述金屬圖案繪制的精度≤1μm。

優(yōu)選地是，所述步驟二中的所述金屬材料為金、銀、鋁或者銅。

優(yōu)選地是，所述步驟三中的所述晶圓鍵合工藝為金屬鍵合與絕緣體鍵合。

優(yōu)選地是，所述金屬鍵合為Al-Ge鍵合工藝、Au-Sn鍵合工藝、Cu-Sn鍵合工藝、Au-Au鍵合工藝或者Cu-Cu鍵合工藝。

優(yōu)選地是，所述絕緣體鍵合為Si-Si鍵合工藝、Si-SiO₂鍵合工藝或者SiO₂-SiO₂鍵合工藝。

本發(fā)明所提供的一種射頻組件集成方法的有益效果在于，1)加工精度高：相比于PCB/LTCC工藝最小布線尺寸100um，誤差10um這樣的精度，硅基集成工藝可以達(dá)到最小布線尺寸10um，誤差1um的精度。更高的精度非常有利于集成電路的小型化。2)元器件可以全部內(nèi)埋，表面可以做到光潔無外露元器件。基于該方法完成的射頻組件可以極為方便的嵌入到射頻微系統(tǒng)中，有利于系統(tǒng)級(jí)集成。3)集成尺寸小，有利于組件小型化、超薄化：本方法集成的組件其體積相比與現(xiàn)有產(chǎn)品縮小10倍以上。4)批量生產(chǎn)成品率高，并可以大大減少射頻鏈路調(diào)試量：該方法采用先進(jìn)硅基三維異質(zhì)集成工藝，從基板制造到組件集成完全由高精度芯片集成生產(chǎn)線完成。批量一致性高，可以省去絕大部分調(diào)試工作。該方法可以用于小型化組件的設(shè)計(jì)上，也可以用于其他有小型化需求的數(shù)字與邏輯控制組件的設(shè)計(jì)中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明射頻組件架構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明射頻組件集成流程圖。

具體實(shí)施方式