[發(fā)明專利]集成探針的毫米波單片集成電路模塊及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011553640.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN112670260A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洋陽(yáng);張志國(guó);劉育青;安國(guó)雨;郭黛翡;馮雪琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京國(guó)聯(lián)萬眾半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/49
• 分類號(hào): H01L23/49;H01L21/60
• 代理公司: 河北冀華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 13151
• 代理人: 王占華

本發(fā)明公開了一種集成探針的毫米波單片集成電路模塊及其制備方法，涉及毫米波集成電路技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括如下步驟：在襯底上制作毫米波單片集成電路；在襯底上制作探針，使探針直接與所述毫米波單片集成電路的輸入端和輸出端連接；采用背面分片的方式去掉探針與毫米波單片集成電路外側(cè)的襯底，形成所述毫米波單片集成電路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及毫米波集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成探針的毫米波單片集成電路模塊及其封裝方法。

背景技術(shù)

毫米波是指頻率在波長(zhǎng)在1mm到10mm之間的一段電磁波，學(xué)術(shù)上一般認(rèn)為26.50GHz-300GHz。毫米波具有很多的應(yīng)用，在雷達(dá)，通信，安檢，成像以及測(cè)試測(cè)量方面有廣闊的應(yīng)用前景。在毫米波的高端頻率，例如100GHz到300GHz的頻段，由于頻率更高，波長(zhǎng)更短，用于雷達(dá)可大幅提高成像分辨率，用于通信可大幅提高通信帶寬和速率，處于學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界聚焦的技術(shù)領(lǐng)域。

為了發(fā)揮毫米波單片集成電路的性能，如低噪聲放大器單片集成路，功率放大器單片集成電路等，一般需要將毫米波單片集成電路進(jìn)行封裝，即采用固態(tài)封裝技術(shù)，封裝主要是將單片（MMICs）的平面?zhèn)鬏斀Y(jié)構(gòu)能量轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)中，需要研究毫米波單片集成電路到波導(dǎo)的過渡結(jié)構(gòu)和芯片與電路的過渡匹配結(jié)構(gòu)，如附圖1所示。

目前常用的是金絲鍵合結(jié)合E面探針，即波導(dǎo)到平面電路的過渡常采用E面探針形式，這種結(jié)構(gòu)的頂層金屬導(dǎo)帶位于波導(dǎo)中TE₁₀模式電場(chǎng)最強(qiáng)的地方，并且和電場(chǎng)方向平行，這可以保證信號(hào)能夠有效地耦合到導(dǎo)帶上。再采用金絲鍵合的方式傳輸?shù)叫酒瑑?nèi)部，如附圖2-3所示。

采用金絲鍵合+E面探針的方式，在毫米波高端頻段（大于100GHz），金絲鍵合帶來的寄生效應(yīng)急劇增加。金絲的拱高和跨度的增加也會(huì)增加寄生電感，使電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，發(fā)生振蕩。考慮模塊之間的熱耐久性和性能均勻性的需求時(shí)，金絲鍵合不是實(shí)際應(yīng)用的合理解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種可進(jìn)一步的發(fā)揮單片電路的本征性能，減少由探針和過度匹配電路帶來的傳輸損耗，同時(shí)增加了芯片封裝后的整體可靠性的毫米波單片集成電路模塊。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種集成探針的毫米波單片集成電路模塊，其特征在于：包括襯底，所述襯底上形成有毫米波單片集成電路和探針，所述探針分別與所述毫米波單片集成電路的輸入端和輸出端連接。

優(yōu)選的，探針使用純金屬金制作。

優(yōu)選的，E面探針采用濺射或電鍍的方式制作完成。

本發(fā)明還公開了一種集成探針的毫米波單片集成電路模塊的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

在襯底上制作毫米波單片集成電路；

在襯底上制作探針，使探針直接與所述毫米波單片集成電路的輸入端和輸出端連接；

采用背面分片的方式去掉探針與毫米波單片集成電路外側(cè)的襯底，形成所述毫米波單片集成電路。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：伸出單片之外的探針部分的襯底與毫米波單片集成電路的襯底厚度相同或不同。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：背面分片采用先減薄至50微米左右的厚度，然后再采用干法刻蝕或者濕法刻蝕的方式對(duì)探針部分的襯底進(jìn)行刻蝕至設(shè)計(jì)的目標(biāo)厚度。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述方法還包括根據(jù)毫米波單片集成電路的工作頻率，確定標(biāo)準(zhǔn)的矩形波導(dǎo)尺寸。