專利名稱：一種帶負載電容的微型射頻模塊及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路封裝，具體涉及一種帶負載電容的微型射頻模塊及該模塊的封裝方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路封裝技術(shù)的不斷進步，集成電路的集成度日益提高，功能越來越豐富。對于不斷出現(xiàn)的新應(yīng)用需求，要求集成電路封裝企業(yè)能設(shè)計出新型的封裝形式來配合新的需求。目前，傳統(tǒng)的電子標簽封裝先采用倒裝芯片技術(shù)將射頻芯片安裝在線路中，再將負載電容以SMT的形式貼附于電子標簽線路中，其存在生產(chǎn)工序繁瑣、可靠性差、成本高、 設(shè)備資金投入大、設(shè)備專用性強、產(chǎn)品應(yīng)用和推廣性差等缺點；比如一些超小型要求、高集成度要求、高頻、高速的集成電路，傳統(tǒng)的射頻芯片封裝方式就不能有效發(fā)揮其性能，勢必需要通過新的集成度高的封裝形式來實現(xiàn)。因此，高集成度新型封裝形式的開發(fā)迫在眉睫。目前，集成電路封裝業(yè)界已經(jīng)推出基于集成電路基礎(chǔ)上的扁平無引腳封裝形式 (QFN封裝)，這種封裝形式主要應(yīng)用于常規(guī)集成電路的改型封裝，但還存在體積偏大、集成度低、成本偏高的缺點；而對于帶負載電容的微型射頻模塊的無引腳封裝，由于其要求超小的尺寸以及超高的集成度，目前本領(lǐng)域在該方面技術(shù)還處于空白。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明所要解決的問題有兩個方面1、提供一種超小尺寸、高集成度的帶負載電容的微型射頻模塊；2、提供一種封裝方法，該方法能夠在沿用大部分生產(chǎn)設(shè)備和工藝的前提下，以極低的生產(chǎn)成本對射頻芯片與負載電容進行微型射頻模塊的無引腳的一體化封裝，并獲得高可靠性的產(chǎn)品。為了達到上述目的，本發(fā)明可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)—種帶負載電容的微型射頻模塊，包括射頻芯片、負載電容、用于承載射頻芯片及負載電容的載帶及設(shè)置在載帶上的線路，其特征在于，所述載帶為PCB載帶，并設(shè)有用于安裝射頻芯片的承載區(qū)域以及安裝負載電容的承載區(qū)域；所述射頻芯片安裝在所述載帶上的承載區(qū)域，并與載帶上的線路接通；所述負載電容安裝在所述載帶上的承載區(qū)域，并與載帶上的線路接通；所述射頻芯片、負載電容、線路和載帶由模塑體封裝形成射頻模塊。所述PCB載帶為單面或雙面或多層PCB板，載帶上設(shè)置有連接負載電容焊盤與射頻芯片焊盤的線路，載帶上設(shè)置有導(dǎo)通孔。所述載帶的厚度為0. 12 0. 18mm。所述設(shè)置在載帶上的射頻芯片為單數(shù)個。所述設(shè)置在載帶上的負載電容為單數(shù)個。所述射頻芯片的工作頻率為IOOKHz 5GHz。所述射頻芯片的厚度為0. 07mm 0. 18mm。
所述負載電容的厚度為0.20mm 0.40mm。所述封裝形成的射頻模塊的厚度為0. 50mm 0. 80mm。上述一種帶負載電容的微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)將負載電容通過粘結(jié)劑粘結(jié)到載帶上，并通過高溫烘烤將負載電容和載帶牢固地連接在一起；(2)將射頻芯片通過粘結(jié)劑粘結(jié)到載帶上，并通過高溫烘烤將射頻芯片和載帶牢固地連接在一起；(3)通過超聲波方式將射頻芯片的功能焊盤和載帶上相應(yīng)的引腳焊盤進行連接形成待封裝模塊；(4)對由步驟C3)得到的待封裝模塊進行注塑封裝成型，并烘烤定型得到封裝模塊；(5)對步驟(4)得到的封裝模塊進行橫向和縱向切割，得到成品射頻模塊；(6)對步驟( 得到成品射頻模塊進行后續(xù)的測試、編帶和包裝工序。所述步驟⑴中采用的粘結(jié)劑為導(dǎo)電銀膠或者錫膏。所述步驟(2)中采用的粘結(jié)劑為導(dǎo)電銀膠或者非導(dǎo)電銀膠。所述步驟C3)通過超聲波在載帶的引腳焊盤上長出凸點，將射頻芯片的功能焊盤和載帶的引腳焊盤上的凸點通過超聲波直接連接。所述步驟(4)中注塑封裝時使用PCB基板專用模塑料，且注塑封裝采用模塑封裝工藝，包括如下工序(401)在模塑封裝設(shè)備中將高溫高壓的模塑料融化后射出到模塑腔體內(nèi)，將射頻芯片和引線等包封在模塑體內(nèi)；(402)等模塑料冷卻固化后脫膜形成的封裝品，再去除多余的模塑料。所述步驟中烘烤定型時，將封裝完成的模塊放入烤箱內(nèi)以170-180°C的溫度進行7小時的烘烤，使包封的模塑料收縮加固，令模塊的內(nèi)部結(jié)合更加牢固。所述步驟步驟(6)包括以下工序(601)將得到射頻模塊按順序和方向排列后通過測試裝置，通過紅外線探頭首先檢測射頻模塊底部封裝外觀，然后進行激光打標；(602)再通過紅外線探頭進行射頻模塊正面紅外線外觀檢測；(603)射頻模塊的外觀檢測通過后，進行電性能測試；(604)電性能測試合格后，將射頻模塊裝到包裝盒或包裝帶中，完成封裝的過程。根據(jù)上述技術(shù)方案得到的射頻模塊具有超小尺寸、高集成度等特點彌補了本領(lǐng)域在這方面的空缺，使得微型射頻模塊在后道電子標簽的成品加工過程中直接貼附于天線中進行應(yīng)用，免去了傳統(tǒng)工藝中繁瑣的加工過程，具有更好的實用性和更加廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明提供的用于封裝帶負載電容的微型射頻模塊的方法能夠在沿用大部分生產(chǎn)設(shè)備和工藝的前提下，以極低的生產(chǎn)成本對射頻芯片與負載電容進行微型射頻模塊的無引腳的一體化封裝，并獲得高可靠性的產(chǎn)品。同時該方法可廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品的SMT 直接安裝、電子標簽產(chǎn)品的封裝、智能卡類產(chǎn)品的生產(chǎn)等，同時又讓所有SMT(表面貼裝工藝)廠家毫無額外投入就可以進入到電子標簽產(chǎn)品的生產(chǎn)行列，極大地推動全球電子標簽的發(fā)展，適合各個不同使用領(lǐng)域的需求，具有更好的應(yīng)用前景。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明射頻模塊的正面示意圖。圖2為本發(fā)明射頻模塊的反面示意圖。圖3為本發(fā)明射頻模塊的內(nèi)部剖面示意圖。圖4為采用沖切工藝的載帶的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為采用水刀切割工藝的載帶的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明封裝模塊的工序流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。參見圖1至圖2，本發(fā)明提供的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其具有尺寸小、 集成度高等特點。參見圖3，該模塊主要包括射頻芯片2、負載電容3、用于承載射頻芯片及負載電容的載帶1及設(shè)置在載帶上的線路4。載帶1為PCB載帶，采用單面或雙面或多層PCB板制成，其上設(shè)置有連接負載電容焊盤與射頻芯片焊盤的線路，載帶上設(shè)置有導(dǎo)通孔10，用于導(dǎo)通載帶中各層。載帶1上設(shè)置有用于安裝射頻芯片2的芯片承載區(qū)5，載帶1上設(shè)置有用于安裝負載電容的承載區(qū)域6。負載電容3通過粘結(jié)劑9粘結(jié)到載帶1上的負載電容的承載區(qū)域6內(nèi)，導(dǎo)電銀膠
或者錫膏。射頻芯片2通過粘結(jié)劑8安裝在載帶1上的芯片承載區(qū)5內(nèi)，通過線路4與載帶連接，該粘結(jié)劑8可為導(dǎo)電銀膠或者非導(dǎo)電銀膠。整個模塊由射頻芯片2、負載電容3、線路4和載帶1封裝在模塑體7內(nèi)，形成一個完整封裝模塊。為了達到尺寸小，厚度薄等特點，本專利中載帶1的厚度為0. 12 0. 18mm，而采用的負載電容的厚度為0. 20mm 0. 40mm，射頻芯片的厚度為0. 07mm 0. 18mm，從而能夠使得封裝得到的模塊的厚度為0. 20mm 0. 80mm，為了便于應(yīng)用，標稱厚度0. 20mm、0. 25mm、 0. 30mm、0. 33mm、0. 35mm、0. 40mm、0. 45mm 和 0. 50mm 最為常見。為了提高模塊的實用性，本專利中設(shè)置在載帶上的射頻芯片為單數(shù)個或復(fù)數(shù)個。 同時本專利中的射頻芯片呈扁平狀，其頂部投影為矩形，但是該形狀不局限于呈扁平狀，其頂部投影為矩形，可以根據(jù)實際情況的需要設(shè)計成其它的形狀。本專利中射頻芯片的工作頻率為IOOKHz 5GHz。主要采用的射頻芯片是125KHz、 13. 56MHz、915MHz、2. 5GHz等應(yīng)用頻段的射頻芯片。在封裝本發(fā)明的模塊時，采用的載帶1的長度可以是定長段狀，也可以是不定長連續(xù)卷帶式，以便于實際封裝的需要。利用載帶生產(chǎn)本發(fā)明模塊時，在載帶的封裝區(qū)域內(nèi)個體零件的排列有兩種方式
6第一種如圖4所示，為連續(xù)陣列式的排列，這種結(jié)構(gòu)的排列適合封裝后通過機械沖切工藝將模塊從載帶上取下來，這種方式適合于連續(xù)載帶方式，生產(chǎn)效率較高，但是載帶的利用率較低；第二種如圖5所示，為單元式的陣列排列，這種方式適合單片水刀切割方式將模塊從載帶上取下來，零件排列密度最高，載帶利用率最高。為了能夠利用較低成本封裝上述微型射頻模塊，本發(fā)明還提供一種封裝微型射頻模塊的方法，其具體工序如下所示(如圖6所示)(1)用自動貼片設(shè)備(SMT)將負載電容安裝到載帶上，該步驟中將負載電容通過導(dǎo)電銀膠或者錫膏等粘結(jié)劑粘結(jié)到載帶上，之后通過設(shè)備上的回流爐進行烘烤固化，通過高溫烘烤將負載電容和載帶牢固地連接在一起。(2)用自動芯片裝載設(shè)備(Die Bonder)將射頻芯片安裝到載帶上，該步驟中將射頻芯片通過導(dǎo)電銀膠或者非導(dǎo)電銀膠等粘結(jié)劑粘結(jié)到載帶上，之后進行高溫烘烤，在進行烘烤時，將烤箱設(shè)定溫度為175°C，烘烤1小時，通過高溫烘烤將射頻芯片和載帶牢固地連
接在一起。(3)將通過步驟2安裝好的射頻芯片，用自動焊線設(shè)備(Wire Bonder)通過超聲波方式將射頻芯片的功能焊盤和載帶上相應(yīng)的引腳焊盤牢固地連接在一起。主要是利用超聲波方式在載帶的引腳焊盤上長出凸點，然后將射頻芯片的功能焊盤和載帶的引腳焊盤上的凸點通過超聲波直接連接，在實際操作由于射頻芯片外露的焊盤被包封在模塑體底部，所以使得焊盤的高度略突出模塑體的底部。針對PCB產(chǎn)品，為加強金絲與基版的結(jié)合度，自動焊線設(shè)備的參數(shù)可以設(shè)定在time :10-15ms, power :90_140Dac，force :35_55g。(4)對貼完負載電容并連接好射頻芯片的產(chǎn)品進行封裝、烘烤成型。該步驟中進行封裝時采用模塑封裝工藝，在模塑封裝設(shè)備中將高溫高壓的PCB封裝專用模塑料融化后射出到模塑腔體內(nèi)，將負載電容、射頻芯片和引線等包封在模塑體內(nèi)，等模塑料冷卻固化后脫膜形成的封裝品，通過模塑封裝設(shè)備自動去除多余的模塑料；在進行模塑封裝時，針對 PCB產(chǎn)品特點，本專利將模塑壓力設(shè)在35-45ton，模塑預(yù)熱時間為3sec，每模的模塑時間為 90sec，這樣能夠極大的提高模塑封裝品的質(zhì)量。該步驟還對封裝品進行定型烘烤，將已完成模塑的產(chǎn)品放入規(guī)定的料盒中，并以2-3KG的鋁塊壓住，放入溫度為170-180°C (具體可以為175°C)的烤箱內(nèi)，進行6-8小時(具體可以為7個小時)的烘烤，可以使塑封體內(nèi)的多余水分及濕氣揮發(fā)，模塑料收縮加固，令模塊的內(nèi)部結(jié)合更加牢固。(5)將由步驟⑷得到的產(chǎn)品貼到標準框架中，再通過專用切割設(shè)備按要求做橫向和縱向直線切割，形成相應(yīng)的單體射頻模塊，具體切割時設(shè)備上可使用環(huán)氧樹脂刀片或金屬刀片，以達到產(chǎn)品邊緣平整無毛刺。(6)對由步驟(5)的射頻模塊進行測試、編帶和包裝。在測試時，排列和分選設(shè)備將所述射頻芯片按順序和方向排列后通過測試裝置，通過紅外線探頭首先檢測所述射頻芯片底部封裝外觀，然后進行激光打標，再通過紅外線探頭進行所述射頻芯片正面紅外線外觀檢測，所述射頻芯片的外觀檢測通過后，進行電性能測試；測試合格后，通過自動分檢設(shè)備裝到包裝盒或包裝帶中，完成整個封裝的過程。封裝的產(chǎn)品通過在線測試設(shè)備進行電性能及外觀測試后，進行成品包裝。為了適合現(xiàn)有SMT設(shè)備生產(chǎn)，在成品包裝上采用SMD (表面貼裝器件)標準包裝方式。卷盤式編帶可以適合目前常規(guī)的SMT設(shè)備使用。其他環(huán)境實驗結(jié)果也相當令人滿意。
上述的封裝工藝能夠在沿用大部分生產(chǎn)設(shè)備和工藝的前提下，以極低的生產(chǎn)成本進行帶負載電容的微型射頻模塊的無引腳封裝，并獲得高可靠性的產(chǎn)品。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種帶負載電容的微型射頻模塊，包括射頻芯片、負載電容、用于承載射頻芯片及負載電容的載帶及設(shè)置在載帶上的線路，其特征在于，所述載帶為PCB載帶，并設(shè)有用于安裝射頻芯片的承載區(qū)域以及安裝負載電容的承載區(qū)域；所述射頻芯片安裝在所述載帶上的承載區(qū)域，并與載帶上的線路接通；所述負載電容安裝在所述載帶上的承載區(qū)域，并與載帶上的線路接通；所述射頻芯片、負載電容、線路和載帶由模塑體封裝形成射頻模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其特征在于，所述PCB載帶為單面或雙面或多層PCB板，載帶上設(shè)置有連接負載電容焊盤與射頻芯片焊盤的線路，載帶上設(shè)置有導(dǎo)通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其特征在于，所述載帶的厚度為0. 12 0. 18mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其特征在于，所述設(shè)置在載帶上的射頻芯片為單數(shù)個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其特征在于，所述設(shè)置在載帶上的負載電容為單數(shù)個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其特征在于，所述射頻芯片的工作頻率為IOOKHz 5GHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4或6所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其特征在于，所述射頻芯片的厚度為0. 07mm 0. 18mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其特征在于，所述負載電容的厚度為0. 20mm 0. 40mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊，其特征在于，所述封裝形成的射頻模塊的厚度為0. 50mm 0. 80mm。
10.一種帶負載電容的微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)將負載電容通過粘結(jié)劑粘結(jié)到載帶上，并通過高溫烘烤將負載電容和載帶牢固地連接在一起；(2)將射頻芯片通過粘結(jié)劑粘結(jié)到載帶上，并通過高溫烘烤將射頻芯片和載帶牢固地連接在一起；(3)通過超聲波方式將射頻芯片的功能焊盤和載帶上相應(yīng)的引腳焊盤進行連接形成待封裝模塊；(4)對由步驟C3)得到的待封裝模塊進行注塑封裝成型，并烘烤定型得到封裝模塊；(5)對步驟(4)得到的封裝模塊進行橫向和縱向切割，得到成品射頻模塊；(6)對步驟( 得到成品射頻模塊進行后續(xù)的測試、編帶和包裝工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟(1)中采用的粘結(jié)劑為導(dǎo)電銀膠或者錫膏。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟O)中采用的粘結(jié)劑為導(dǎo)電銀膠或者非導(dǎo)電銀膠。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟C3)通過超聲波在載帶的引腳焊盤上長出凸點，將射頻芯片的功能焊盤和載帶的引腳焊盤上的凸點通過超聲波直接連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟中注塑封裝時使用PCB基板專用模塑料，且注塑封裝采用模塑封裝工藝， 包括如下工序(401)在模塑封裝設(shè)備中將高溫高壓的模塑料融化后射出到模塑腔體內(nèi)，將射頻芯片和引線等包封在模塑體內(nèi)；(402)等模塑料冷卻固化后脫膜形成的封裝品，再去除多余的模塑料。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟中烘烤定型時，將封裝完成的模塊放入烤箱內(nèi)以170-180°C的溫度進行7 小時的烘烤，使包封的模塑料收縮加固，令模塊的內(nèi)部結(jié)合更加牢固。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種帶負載電容的微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟步驟(6)包括以下工序(601)將得到射頻模塊按順序和方向排列后通過測試裝置，通過紅外線探頭首先檢測射頻模塊底部封裝外觀，然后進行激光打標；(602)再通過紅外線探頭進行射頻模塊正面紅外線外觀檢測；(603)射頻模塊的外觀檢測通過后，進行電性能測試；(604)電性能測試合格后，將射頻模塊裝到包裝盒或包裝帶中，完成封裝的過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶負載電容的微型射頻模塊及其封裝方法，其模塊主要有由射頻芯片、負載電容、用于承載射頻芯片的PCB載帶及設(shè)置在載帶上的線路通過模塑體封裝形成。該模塊的封裝方法包括以下工序(1)粘結(jié)負載電容；(2)粘結(jié)射頻芯片；(3)連接射頻芯片；(4)注塑封裝成型；(5)切割；(6)測試、編帶和包裝工序。本發(fā)明能夠在沿用大部分生產(chǎn)設(shè)備和工藝的前提下，將射頻電路的負載電容直接集成于射頻模塊內(nèi)，以極低的生產(chǎn)成本進行微型射頻模塊的無引腳封裝，并獲得高可靠性的產(chǎn)品，為后道射頻電路的成品加工提供了極大的便利。
文檔編號G06K19/077GK102236820SQ20101015720
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者唐榮燁, 楊輝峰, 蔣曉蘭 申請人:上海長豐智能卡有限公司