[發(fā)明專利]超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)及封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810340528.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108428672B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繼帆;張正鴻;董東;肖慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所
• 主分類號(hào): H01L23/13
• 分類號(hào): H01L23/13;H01L23/488;H01L21/50;H01L21/56
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 余小飛;錢(qián)成岑

本發(fā)明提供一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)，屬于超寬帶射頻封裝技術(shù)領(lǐng)域。包括陶瓷基板，金屬微框，正面蓋板，背面蓋板以及BGA焊球：所述陶瓷基板的雙面均開(kāi)設(shè)有用于安裝芯片的腔槽，所述金屬微框焊接在陶瓷基板的正面，所述正面蓋板焊接在金屬微框上，所述背面蓋板焊接在陶瓷基板的背面腔槽上，所述陶瓷基板的背面除背面蓋板以外的區(qū)域設(shè)置有BGA焊盤(pán)，BGA焊球通過(guò)BGA焊盤(pán)焊接在陶瓷基板的背面。本發(fā)明還提供所述集成架構(gòu)的封裝方法。本發(fā)明公開(kāi)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)及封裝方法，內(nèi)部集成密度提升近一倍，對(duì)外互連接口及氣密封裝的體積占用率大大降低，同時(shí)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配步驟少，是實(shí)現(xiàn)超寬帶射頻微系統(tǒng)三維堆疊的有效方式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超寬帶射頻封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)及封裝方法。

背景技術(shù)

隨著軍用電子設(shè)備小型化的迫切需求，寬帶射頻封裝正在向更高密度、更高頻率、更小互連接口的方向發(fā)展。現(xiàn)有的基于多層陶瓷基板的射頻封裝多為單面集成，即使采用有機(jī)基板進(jìn)行雙面集成也需要利用金屬外殼進(jìn)行氣密，存在集成密度有限、氣密封裝和互連接口會(huì)占用較大體積的問(wèn)題，難以適應(yīng)電子設(shè)備微系統(tǒng)集成的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)對(duì)陶瓷基板進(jìn)行雙面開(kāi)腔布置器件并采用BGA(球柵陣列)對(duì)外互連的集成方式，實(shí)現(xiàn)基于陶瓷基板的三維封裝，滿足多個(gè)芯片的一體化集成和氣密需求，提升超寬帶射頻微系統(tǒng)的集成密度。本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)，包括陶瓷基板，金屬微框，正面蓋板，背面蓋板以及BGA焊球：

所述陶瓷基板的雙面均開(kāi)設(shè)有用于安裝芯片的腔槽，所述金屬微框焊接在陶瓷基板的正面，所述正面蓋板焊接在金屬微框上，所述背面蓋板焊接在陶瓷基板的背面腔槽上，所述陶瓷基板的背面除背面蓋板以外的區(qū)域設(shè)置有BGA焊盤(pán)，BGA焊球通過(guò)BGA焊盤(pán)焊接在陶瓷基板的背面。

作為本發(fā)明所述一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例，所述陶瓷基板為多層陶瓷基板。

作為本發(fā)明所述一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例，所述金屬微框與陶瓷基板的外形相同，分布在陶瓷基板的外圍周邊上。

作為本發(fā)明所述一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例，所述陶瓷基板為四方形，所述金屬框架為四方形框架結(jié)構(gòu)，分布在陶瓷基板的四個(gè)周邊上。

作為本發(fā)明所述一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例，所述陶瓷基板的材料為L(zhǎng)TCC或HTCC；所述金屬微框及蓋板的材料為可伐合金或硅鋁合金；所述BGA焊球?yàn)殄a鉛焊球、高鉛焊球、銅核焊球、高分子內(nèi)核焊球或焊料柱。

作為本發(fā)明所述一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例，所述陶瓷基板表面鍍鎳金或鎳鈀金；所述金屬微框表面鍍鎳金；所述正面蓋板及背面蓋板表面鍍鎳金。

作為本發(fā)明所述一種超寬帶射頻微系統(tǒng)的陶瓷雙面三維集成架構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)施例，所述金屬微框與陶瓷基板采用金錫焊接；所述正面蓋板與金屬微框采用平行縫焊或激光封焊；所述背面蓋板與陶瓷基板采用金錫焊接、錫銻焊接或錫銀銅焊接。

本發(fā)明還提供一種上述三維集成架構(gòu)的封裝方法，包括以下步驟：

1)先將金屬微框焊接在設(shè)有雙面腔槽的陶瓷基板的正面，并檢查焊接部位的氣密封特性；

2)將各種待裝配的芯片粘接在陶瓷基板的正反兩面的腔槽內(nèi)，并進(jìn)行金絲鍵合實(shí)現(xiàn)互連；

3)將背面蓋板焊接在陶瓷基板背面腔槽上，并將正面蓋板焊接在金屬微框上，檢查蓋板焊接的氣密性；