專利名稱：一種微型pcb射頻模塊及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型PCB射頻模塊及其封裝方法，特別涉及一種近距離微型射頻 模塊及其無(wú)引腳的封裝方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路封裝技術(shù)的不斷進(jìn)步，集成電路的集成度日益提高，功能越來(lái)越豐 富。對(duì)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(jì)出新型的封裝形式來(lái)配合 新的需求。目前，傳統(tǒng)的電子標(biāo)簽封裝大多采用倒裝芯片技術(shù)，其存在可靠性差、成本高、設(shè) 備資金投入大、設(shè)備專用性強(qiáng)、產(chǎn)品應(yīng)用和推廣性差等缺點(diǎn)；比如一些高可靠性要求、高頻、 高速的集成電路，傳統(tǒng)的引腳封裝方式就不能有效發(fā)揮其性能，勢(shì)必需要通過(guò)新的封裝形 式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，新型封裝形式的開(kāi)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(wú)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、厚度 偏厚、成本偏高的缺點(diǎn)；而對(duì)于微型射頻模塊的無(wú)引腳封裝，它要求超小的尺寸、超薄的厚 度，目前在國(guó)際上都是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題所要解決的技術(shù)問(wèn)題，提供一種超小尺寸、超薄厚度的微型 射頻模塊，同時(shí)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(jìn)行微型 射頻模塊的無(wú)引腳封裝，并獲得高可靠性的產(chǎn)品。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)—種微型PCB射頻模塊，它包括射頻芯片、用于承載射頻芯片的載帶及設(shè)置在載 帶上的線路，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；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；所述射頻芯片、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。所述載帶的厚度為0. 06 0. 15mm。所述設(shè)置在載帶上的射頻芯片為單數(shù)個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)。所述射頻芯片呈扁平狀，其頂部投影為矩形。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. 10mm。所述封裝形成的射頻模塊的厚度為0. 20mm 0. 75mm。上述微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，它包括如下步驟(1)將射頻芯片通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)到載帶上，并通過(guò)高溫烘烤將射頻芯片和載帶牢 固地連接在一起；
(2)通過(guò)超聲波方式將射頻芯片的功能焊盤(pán)和載帶上相應(yīng)的引腳焊盤(pán)進(jìn)行連接形 成待封裝模塊；(3)對(duì)由步驟( 得到的待封裝模塊進(jìn)行注塑封裝成型，并烘烤定型得到封裝模 塊；(4)對(duì)步驟(3)得到的封裝模塊進(jìn)行橫向和縱向切割，得到成品射頻模塊；(5)對(duì)步驟(4)得到成品射頻模塊進(jìn)行后續(xù)的測(cè)試、編帶和包裝工序。所述步驟⑴中采用的粘結(jié)劑為導(dǎo)電銀膠或者非導(dǎo)電銀膠。所述步驟( 通過(guò)超聲波在載帶的引腳焊盤(pán)上長(zhǎng)出凸點(diǎn)，將射頻芯片的功能焊盤(pán) 和載帶的引腳焊盤(pán)上的凸點(diǎn)通過(guò)超聲波直接連接。所述步驟(3)中注塑封裝采用模塑封裝工藝，包括如下工序(301)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)；(302)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(3)中烘烤定型時(shí)，將封裝完成的模塊放入烤箱內(nèi)以175°C的溫度進(jìn)行 6-8小時(shí)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(5)包括以下工序(501)將得到射頻模塊按順序和方向排列后通過(guò)測(cè)試裝置，通過(guò)紅外線探頭首先 檢測(cè)射頻模塊底部封裝外觀，然后進(jìn)行激光打標(biāo)；(502)再通過(guò)紅外線探頭進(jìn)行射頻模塊正面紅外線外觀檢測(cè)；(503)射頻模塊的外觀檢測(cè)通過(guò)后，進(jìn)行電性能測(cè)試；(504)電性能測(cè)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(guò)程。根據(jù)上述技術(shù)方案得到的射頻模塊具有超小的尺寸、超薄的厚度等特點(diǎn)彌補(bǔ)了本 領(lǐng)域在這方面的空缺，使得微型射頻模塊具有更好的實(shí)用性和更加廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明提供的用于封裝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)成本進(jìn)行微型射頻模塊的無(wú)引腳封裝，并獲得高可靠性的產(chǎn)品。同時(shí)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(biāo)簽產(chǎn)品的封裝、智能卡類產(chǎn)品的 生產(chǎn)等，同時(shí)又讓所有SMT (表面貼裝工藝)廠家毫無(wú)額外投入就可以進(jìn)入到電子標(biāo)簽產(chǎn)品 的生產(chǎn)行列，極大地推動(dòng)全球電子標(biāo)簽的發(fā)展，適合各個(gè)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(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)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。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見(jiàn)圖1至圖2，本發(fā)明提供的一種微型PCB射頻模塊，其具有尺寸小、厚度薄等特
點(diǎn)ο參見(jiàn)圖3該模塊主要包括射頻芯片2、用于承載射頻芯片的載帶1及設(shè)置在載帶1 上的線路3。載帶1為PCB載帶，采用單面或雙面或多層PCB板制成，同時(shí)載帶1上設(shè)置有 用于安置射頻芯片2的芯片承載區(qū)4。射頻芯片2通過(guò)粘結(jié)劑6安裝在載帶1上的芯片承載區(qū)4內(nèi)，通過(guò)線路3與載帶 連接，該粘結(jié)劑6可為導(dǎo)電銀膠或者非導(dǎo)電銀膠。整個(gè)模塊由射頻芯片2、線路3和載帶1封裝在模塑體5內(nèi)，形成一個(gè)完整封裝模 塊。為了達(dá)到尺寸小，厚度薄等特點(diǎn)，本專利中載帶1的厚度為0. 06 0. 15mm,而采用 的射頻芯片的厚度為0. 07mm 0. IOmm,從而能夠使得封裝得到的模塊的厚度為0. 20mm 0. 75mm，為了便于應(yīng)用，標(biāo)稱厚度 0. 20mm、0. 25mm、0. 30mm、0. 33mm、0. 35mm、0. 40mm、0. 45mm 和0. 50mm最為常見(jiàn)。為了提高模塊的實(shí)用性，本專利中設(shè)置在載帶上的射頻芯片為單數(shù)個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)。 同時(shí)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(shí)際情況的需要設(shè)計(jì)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(shí)，采用的載帶1的長(zhǎng)度可以是定長(zhǎng)段狀，也可以是不定長(zhǎng) 連續(xù)卷帶式。利用載帶生產(chǎn)本發(fā)明模塊時(shí)，在載帶的封裝區(qū)域內(nèi)個(gè)體零件的排列有兩種方式 如圖4，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(guò)機(jī)械沖切工藝將模塊從載帶 上取下來(lái)，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；如圖5， 由單元式的陣列排列，這種方式適合單片水刀切割方式將模塊從載帶上取下來(lái)，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)明還提供一種用封裝微型射 頻模塊的方法，其具體工序如下所示(如圖6所示)(1)用自動(dòng)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(guò)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(jìn)行高溫烘烤，在進(jìn)行 烘烤時(shí)，將烤箱設(shè)定溫度為175°C，烘烤1小時(shí)，通過(guò)高溫烘烤將射頻芯片和載帶牢固地連
接在一起。(2)將通過(guò)步驟1安裝好的射頻芯片，用自動(dòng)焊線設(shè)備(Wire Bonder)通過(guò)超聲波 方式將射頻芯片的功能焊盤(pán)和載帶上相應(yīng)的引腳焊盤(pán)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(pán)上長(zhǎng)出凸點(diǎn)，然后將射頻芯片的功能焊盤(pán)和載帶的引腳焊盤(pán)上的 凸點(diǎn)通過(guò)超聲波直接連接，在實(shí)際操作由于射頻芯片外露的焊盤(pán)被包封在模塑體底部，所 以使得焊盤(pán)的高度略突出模塑體的底部。針對(duì)PCB產(chǎn)品，為加強(qiáng)金絲與基版的結(jié)合度，自動(dòng)焊線設(shè)備的參數(shù)可以設(shè)定在time :10-15ms, power :90_140Dac，force :35_55g。(3)對(duì)連接好的射頻芯片進(jìn)行封裝、烘烤成型。該步驟中進(jìn)行封裝時(shí)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(guò)模塑 封裝設(shè)備自動(dòng)去除多余的模塑料；在進(jìn)行模塑封裝時(shí)，針對(duì)PCB產(chǎn)品特點(diǎn)，本專利將模塑壓 力設(shè)在35-45ton，模塑預(yù)熱時(shí)間為3sec，每模的模塑時(shí)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(duì)封裝品進(jìn)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175°C的烤箱內(nèi)，進(jìn)行6-8小時(shí)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。(4)將由步驟(3)得到的產(chǎn)品貼到標(biāo)準(zhǔn)框架中，再通過(guò)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(shí)設(shè)備上可使用環(huán)氧樹(shù)脂刀片或 金屬刀片，以達(dá)到產(chǎn)品邊緣平整無(wú)毛刺。(5)對(duì)由步驟的射頻模塊進(jìn)行測(cè)試、編帶和包裝。在測(cè)試時(shí)，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(guò)測(cè)試裝置，通過(guò)紅外線探頭首先檢測(cè)所述射頻芯 片底部封裝外觀，然后進(jìn)行激光打標(biāo)，再通過(guò)紅外線探頭進(jìn)行所述射頻芯片正面紅外線外 觀檢測(cè)，所述射頻芯片的外觀檢測(cè)通過(guò)后，進(jìn)行電性能測(cè)試；測(cè)試合格后，通過(guò)自動(dòng)分檢設(shè) 備裝到包裝盒或包裝帶中，完成整個(gè)封裝的過(guò)程。封裝的產(chǎn)品通過(guò)在線測(cè)試設(shè)備進(jìn)行電性能及外觀測(cè)試后，進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)包裝方式。卷盤(pán)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(shí)驗(yàn)結(jié)果也相當(dāng)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(jìn)行微型射頻模塊的無(wú)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(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)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(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種微型PCB射頻模塊，包括射頻芯片、用于承載射頻芯片的載帶及設(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；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；所述射頻芯片、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所述的一種微型PCB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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微型PCB射頻模塊，其特征在于，所述載帶的厚度為 0. 06 0. 15mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型PCB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(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種微型PCB射頻模塊，其特征在于，所述射頻芯片呈扁 平狀，其頂部投影為矩形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型PCB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所述的一種微型PCB射頻模塊，其特征在于，所述射頻芯片 的厚度為0. 07mm 0. 10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微型PCB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. 20mm 0. 75mm。
9.一種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)將射頻芯片通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)到載帶上，并通過(guò)高溫烘烤將射頻芯片和載帶牢固地 連接在一起；(2)通過(guò)超聲波方式將射頻芯片的功能焊盤(pán)和載帶上相應(yīng)的引腳焊盤(pán)進(jìn)行連接形成待 封裝模塊；(3)對(duì)由步驟( 得到的待封裝模塊進(jìn)行注塑封裝成型，并烘烤定型得到封裝模塊；(4)對(duì)步驟C3)得到的封裝模塊進(jìn)行橫向和縱向切割，得到成品射頻模塊；(5)對(duì)步驟(4)得到成品射頻模塊進(jìn)行后續(xù)的測(cè)試、編帶和包裝工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種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)電銀膠或者非導(dǎo)電銀膠。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟(2) 通過(guò)超聲波在載帶的引腳焊盤(pán)上長(zhǎng)出凸點(diǎn)，將射頻芯片的功能焊盤(pán)和載帶的引腳焊盤(pán)上的 凸點(diǎn)通過(guò)超聲波直接連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟(3) 中注塑封裝采用模塑封裝工藝，包括如下工序(301)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)；(302)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。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟(3) 中烘烤定型時(shí)，將封裝完成的模塊放入烤箱內(nèi)以175°C的溫度進(jìn)行6-8小時(shí)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。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種微型射頻模塊的封裝方法，其特征在于，所述步驟步驟 (5)包括以下工序(501)將得到射頻模塊按順序和方向排列后通過(guò)測(cè)試裝置，通過(guò)紅外線探頭首先檢測(cè) 射頻模塊底部封裝外觀，然后進(jìn)行激光打標(biāo)；(502)再通過(guò)紅外線探頭進(jìn)行射頻模塊正面紅外線外觀檢測(cè)；(503)射頻模塊的外觀檢測(cè)通過(guò)后，進(jìn)行電性能測(cè)試；(504)電性能測(cè)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(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種微型PCB射頻模塊及其封裝方法，其模塊主要有由射頻芯片、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(guò)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)射頻芯片；(2)連接射頻芯片；(3)注塑封裝成型；(4)切割；(5)測(cè)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，以極低的生產(chǎn)成本進(jìn)行微型射頻模塊的無(wú)引腳封裝，并獲得高可靠性的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H01L23/48GK102074534SQ20091019927
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者楊輝峰, 洪斌 申請(qǐng)人:上海長(zhǎng)豐智能卡有限公司