射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)和封裝工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)和封裝工藝，包括印刷電路板，印刷電路板一面分布芯片，印刷電路板另一面設(shè)置焊錫球；在具有電磁輻射的芯片上罩設(shè)金屬屏蔽罩，金屬屏蔽罩和芯片塑封在塑封層中；其特征是：塑封層表面設(shè)置螺旋形天線，天線中心位置的塑封層中設(shè)置連接天線與印刷電路板的通孔，通孔中填充金屬。所述封裝工藝，包括以下步驟：（1）印刷電路板上安裝芯片；（2）金屬屏蔽罩扣在具有電磁輻射的芯片上；（3）將芯片和金屬屏蔽罩進(jìn)行塑封；（4）塑封層的表面刻蝕螺旋形溝槽，在溝槽中心位置的塑封層中刻蝕通孔；（5）溝槽和通孔中填充金屬；（6）在印刷電路板另一面植球，得到焊錫球。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的含天線的射頻模塊制作。
【專利說明】射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)和封裝工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)和封裝工藝，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 多芯片射頻模塊是手機(jī)和便攜式電子產(chǎn)品中常見的部件，其元器件封裝密度高， 且需要考慮不同元器件之間的電磁輻射，防止干擾性電磁場向外擴(kuò)散造成近鄰的元器件、 電路、組合件或整個系統(tǒng)的工作不正常。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，常見的射頻芯片大多采用獨(dú)立器件封裝結(jié)構(gòu)，再通過SMT (表面貼裝） 的組裝方式在PCB上實(shí)現(xiàn)模塊化功能，其電磁屏蔽的功能也是通過SMT工序上貼裝金屬屏 蔽罩的方式實(shí)現(xiàn)。伴隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，采用這一方式并不能很好的滿足系統(tǒng)集成度提 升的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)和封裝 工藝，得到小體積、多功能的多芯片封裝模塊，實(shí)現(xiàn)緊湊的含天線的射頻模塊制作。
[0005] 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)，包括印刷電路板，在印刷電 路板的一面上分布若干芯片，在印刷電路板的另一面上設(shè)置焊錫球；在具有電磁輻射的芯 片上罩設(shè)金屬屏蔽罩，金屬屏蔽罩與印刷電路板上的接地焊盤連接，金屬屏蔽罩和芯片塑 封在塑封層中；其特征是：在所述塑封層的表面設(shè)置螺旋形溝槽，在該溝槽中填充金屬，形 成螺旋形天線；在所述螺旋形天線中心位置的塑封層中設(shè)置通孔，通孔連接天線與印刷電 路板的上表面，在通孔中填充金屬。
[0006] 所述射頻模塊的封裝工藝，其特征是，包括以下步驟： (1) 在印刷電路板上進(jìn)行芯片的安裝； (2) 將金屬屏蔽罩倒扣在具有電磁輻射的芯片上，金屬屏蔽罩與印刷電路板上的接地 焊盤相連； (3) 采用塑封材料將芯片和金屬屏蔽罩進(jìn)行塑封，得到位于印刷電路板表面的塑封 層； (4) 在塑封層的表面刻蝕出螺旋形的溝槽，在螺旋形溝槽中心位置的塑封層中刻蝕通 孔，通孔連接溝槽和印刷電路板的上表面； (5) 在步驟（4)得到的溝槽和通孔中填充金屬，從而得到螺旋形的天線，并由填充在通 孔中的金屬連接天線和印刷電路板； (6) 在印刷電路板上相對于芯片安裝面的另一面進(jìn)行植球，得到焊錫球。
[0007] 所述步驟（4)中，溝槽的深度為25?200微米。
[0008] 所述金屬屏蔽罩的材質(zhì)采用不銹鋼、洋白銅或鍍錫鋼。
[0009] 所述步驟（5)中，填充金屬采用金、銀、銅、鎳或錫。
[0010] 本發(fā)明所述射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)和封裝工藝，通過在射頻模塊中對具有電磁輻射的 元器件進(jìn)行整體屏蔽，再通過在模塊中植入整體式收發(fā)天線或者填充金屬制作天線等方 式，實(shí)現(xiàn)緊湊的含天線的射頻模塊制作，實(shí)現(xiàn)了小體積、多功能的多芯片封裝模塊，符合消 費(fèi)類電子產(chǎn)品，特別是便攜式電子產(chǎn)品，如手機(jī)的發(fā)展趨勢，即短小輕薄的封裝模式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1?圖7為所述射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)的制備流程圖。其中： 圖1為在印刷電路板上安裝芯片的示意圖。
[0012] 圖2為在具有電磁輻射的芯片上設(shè)置金屬屏蔽罩的示意圖。
[0013] 圖3為將芯片和金屬屏蔽罩塑封于塑封層中的示意圖。
[0014] 圖4為在塑封層上制作溝槽和通孔的示意圖。
[0015] 圖5為在溝槽和通孔中填充金屬的示意圖。
[0016] 圖6為所述射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0017] 圖7為圖6的俯視圖。
[0018] 圖中序號：印刷電路板1、芯片2、焊錫球3、金屬屏蔽罩4、塑封層5、天線6、通孔7。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020] 如圖6、圖7所示：所述射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)包括印刷電路板1，在印刷電路板1的一 面上分布若干芯片2,在印刷電路板1的另一面上設(shè)置焊錫球3 ;所述芯片2包括具有電磁 福射的芯片和不具有電磁福射的芯片（芯片2 -般涵蓋兩類產(chǎn)品，第一類芯片由于自身輸 入/輸出電流、負(fù)載等原因具體有較高電磁輻射強(qiáng)度，如電源芯片、射頻功放芯片、射頻傳 輸芯片等；第二類芯片為一般性或?qū)﹄姶挪ㄝ^敏感的產(chǎn)品)，在具有電磁輻射的芯片2上罩 設(shè)金屬屏蔽罩4,金屬屏蔽罩4與印刷電路板1上的接地焊盤連接；所述金屬屏蔽罩4和芯 片2塑封在塑封層5中，在塑封層5的表面設(shè)置螺旋形溝槽，在該溝槽中填充金屬，形成螺 旋形天線6 ;在所述螺旋形天線6中心位置的塑封層5中設(shè)置通孔7,通孔7連接天線6與 印刷電路板1的上表面，在通孔7中填充金屬。
[0021] 上述射頻模塊的封裝工藝，包括以下步驟： (1) 如圖1所示，在印刷電路板1上進(jìn)行芯片2的安裝，此處芯片2的安裝可以采用現(xiàn) 有常用的工藝，沒有具體限制，具體如采用芯片鍵合、引線鍵合工藝或者芯片倒裝工藝等實(shí) 現(xiàn)芯片2與印刷電路板1之間的電學(xué)連接； 如采用芯片鍵合、引線鍵合工藝時，芯片2通過固晶膠8粘接在印刷電路板1上，引線 與印刷電路板1上的焊盤進(jìn)行連接，芯片通過打線（也稱為綁定、絲焊)方式完成芯片上的焊 盤和印刷電路板上焊盤之間的連接，使芯片電路內(nèi)引腳和封裝體外引腳連接，使芯片的功 能可以正確的輸出； 采用芯片倒裝工藝時，倒裝芯片的I/O端錫球方向朝下，通過加熱使熔融的錫球焊接 至丨J印刷電路板上預(yù)先分布有鍍Au或Sn的焊盤上，實(shí)現(xiàn)芯片電路內(nèi)引腳夫和封裝體外引腳 連接，芯片設(shè)計(jì)的功能可以正確的輸出，實(shí)現(xiàn)信號的聯(lián)通； (2) 對具有電磁輻射的芯片進(jìn)行整體屏蔽，具體方式是：如圖2所示，將金屬屏蔽罩4倒 扣在具有電磁輻射的芯片2上，金屬屏蔽罩4與印刷電路板1上的接地焊盤相連；所述金屬 屏蔽罩4的材質(zhì)可以采用不銹鋼、洋白銅、鍍錫鋼等； (3) 如圖3所示，采用塑封材料將芯片2和金屬屏蔽罩4進(jìn)行塑封，得到位于印刷電路 板1表面的塑封層5,從而實(shí)現(xiàn)對元器件的保護(hù)；所述塑封材料可以采用環(huán)氧樹脂塑封料、 電子灌封膠、硅橡膠等； (4) 如圖4所示，在塑封層5的表面刻蝕出螺旋形的溝槽，溝槽的深度為25?200微 米，在螺旋形溝槽中心位置的塑封層5中刻蝕通孔7,通孔7連接溝槽和印刷電路板1的上 表面； (5) 如圖5所示，在步驟（4)得到的溝槽和通孔7中填充金屬，從而得到螺旋形的天線 6 (如圖7所示)，并由填充在通孔7中的金屬連接天線6和印刷電路板1 ;所述填充金屬可 以采用金、銀、銅、鎳、錫等； (6) 如圖6所示，在印刷電路板1上相對于芯片2安裝面的另一面進(jìn)行植球，得到焊錫 球3,實(shí)現(xiàn)射頻模塊與外部的電學(xué)連接。
[0022] 本發(fā)明為多芯片射頻模塊封裝提供了一套緊湊的小型化解決方案，在射頻模塊中 將具有電磁輻射的元器件進(jìn)行整體屏蔽，再通過在模塊中植入整體式收發(fā)天線或者填充金 屬制作天線等方式，實(shí)現(xiàn)緊湊的內(nèi)置天線的射頻模塊制作，不再需要在射頻模塊之外連接 其他收發(fā)裝置，滿足了小體積、多功能的模塊封裝需要。
【權(quán)利要求】
1. 一種射頻模塊封裝結(jié)構(gòu)，包括印刷電路板（1)，在印刷電路板（1)的一面上分布若干 芯片（2)，在印刷電路板（1)的另一面上設(shè)置焊錫球（3);在具有電磁輻射的芯片（2)上罩設(shè) 金屬屏蔽罩（4)，金屬屏蔽罩（4)與印刷電路板（1)上的接地焊盤連接，金屬屏蔽罩（4)和芯 片（2)塑封在塑封層（5)中；其特征是：在所述塑封層（5)的表面設(shè)置螺旋形溝槽，在該溝 槽中填充金屬，形成螺旋形天線（6);在所述螺旋形天線（6)中心位置的塑封層（5)中設(shè)置 通孔（7)，通孔（7)連接天線（6)與印刷電路板（1)的上表面，在通孔（7)中填充金屬。
2. -種射頻模塊的封裝工藝，其特征是，包括以下步驟： (1) 在印刷電路板（1)上進(jìn)行芯片（2)的安裝； (2) 將金屬屏蔽罩（4)倒扣在具有電磁福射的芯片（2)上，金屬屏蔽罩（4)與印刷電路 板（1)上的接地焊盤相連； (3) 采用塑封材料將芯片（2)和金屬屏蔽罩（4)進(jìn)行塑封，得到位于印刷電路板（1)表 面的塑封層（5); (4) 在塑封層（5)的表面刻蝕出螺旋形的溝槽，在螺旋形溝槽中心位置的塑封層（5)中 刻蝕通孔（7)，通孔（7)連接溝槽和印刷電路板（1)的上表面； (5) 在步驟（4)得到的溝槽和通孔（7)中填充金屬，從而得到螺旋形的天線（6)，并由填 充在通孔（7 )中的金屬連接天線（6 )和印刷電路板（1); (6) 在印刷電路板（1)上相對于芯片（2)安裝面的另一面進(jìn)行植球，得到焊錫球（3)。
3. 如權(quán)利要求2所述的射頻模塊的封裝工藝，其特征是：所述步驟（4)中，溝槽的深度 為25?200微米。
4. 如權(quán)利要求2所述的射頻模塊的封裝工藝，其特征是：所述金屬屏蔽罩（4)的材質(zhì)采 用不銹鋼、洋白銅或鍍錫鋼。
5. 如權(quán)利要求2所述的射頻模塊的封裝工藝，其特征是：所述步驟（5)中，填充金屬采 用金、銀、銅、鎳或錫。
【文檔編號】H01L23/552GK104157618SQ201410388111
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】孫鵬, 何洪文 申請人:華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司