本實(shí)用新型屬于集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在高密度封裝中的封裝空腔型外殼，用于微波、毫米波等高頻應(yīng)用的高可靠封裝，具體地說是一種基于LCP基板的封裝外殼。

背景技術(shù)：

目前，集成電路主要有兩種封裝方式：一種是采用PCB基板作為襯底的塑封封裝，另一種是采用高溫共燒陶瓷的多層陶瓷封裝。二者采用完全不同的封裝材料和工藝，陶瓷封裝可以實(shí)現(xiàn)氣密封裝，但是成本高，制造工藝復(fù)雜，加工周期長(zhǎng)，而且由于陶瓷基板的導(dǎo)體材料采用的是Mo或W，內(nèi)埋高頻信號(hào)傳輸線時(shí)損耗很大，導(dǎo)致陶瓷封裝在毫米波等高頻電路特別是需要內(nèi)埋射頻傳輸線時(shí)的使用受到限制。塑封的優(yōu)點(diǎn)是成本低，但是由于無法實(shí)現(xiàn)氣密封裝，限制了塑封封裝在高可靠集成電路中的應(yīng)用，此外由于PCB基板實(shí)現(xiàn)任意層互連的加工難度高和塑封對(duì)電磁波無屏蔽作用，限制了塑封封裝在超高集成度基板和高頻的應(yīng)用。

因此，提供一種氣密封裝方式，彌補(bǔ)陶瓷封裝和塑封封裝的不足顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于LCP基板的封裝外殼的制備方法，滿足微波、毫米波等高頻集成電路的氣密封裝和小型化要求。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種基于LCP基板的封裝外殼，包括金屬圍框、設(shè)置于金屬圍框下的以任意層互連的多層LCP基板層壓形成的LCP基板復(fù)合層以及蓋在金屬圍框上的金屬蓋板；所述金屬圍框和LCP基板復(fù)合層氣密連接；所述金屬蓋板和金屬圍框氣密連接；

所述LCP基板復(fù)合層包括依次連接的芯片粘接層、金絲鍵合層以及元器件和金屬圍框焊接層，所述金屬圍框焊接層設(shè)置有通孔，實(shí)現(xiàn)良好的接地和空間隔離；

所述LCP基板復(fù)合層的各層設(shè)置有電鍍實(shí)心孔，實(shí)現(xiàn)任意層電氣連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：

與陶瓷封裝和塑封封裝相比，采用金屬圍框和金屬蓋板可實(shí)現(xiàn)良好的通道隔離，該封裝更適用于高頻工作，該封裝不僅適用于單芯片封裝，也可以應(yīng)用于多芯片和多器件的模塊和組件封裝；

與基于PCB的塑封相比，由于作為高分子材料的LCP基板為氣密材料，可以實(shí)現(xiàn)氣密封裝，應(yīng)用于高可靠的集成電路中；此外，LCP基板可以實(shí)現(xiàn)任意層互連，更適用于高集成化封裝；

與高溫共燒陶瓷基板相比，LCP基板的介電常數(shù)(2.9)和介電損耗較低，工作頻率可應(yīng)用到60GHz，此外，LCP基板可以內(nèi)埋射頻信號(hào)傳輸線，適用于高密度封裝；

通過金屬圍框焊接、芯片粘接、金絲鍵合、激光封焊，制得一種基于LCP基板的封裝，具有氣密性高、體積小、集成度高、重量輕的特點(diǎn)，可應(yīng)用于微波、毫米波等高頻集成電路中。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述LCP基板復(fù)合層內(nèi)埋射頻信號(hào)傳輸線和電源線。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：設(shè)計(jì)更靈活，可以實(shí)現(xiàn)高密度集成化封裝，更適合應(yīng)用于小型化封裝。

進(jìn)一步，所述LCP基板復(fù)合層正面與所述金屬圍框底面均鍍有金鍍層。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：使LCP基板復(fù)合層和金屬圍框?qū)崿F(xiàn)良好的氣密連接。

進(jìn)一步，所述金屬圍框和金屬蓋板的封焊面鍍有鎳鍍層。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：使金屬圍框和金屬蓋板實(shí)現(xiàn)良好的氣密封裝。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型封裝外殼各結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型封裝外殼整體示意圖；

圖3為本實(shí)用新型封裝外殼制備方法流程圖。

附圖中，1-金屬圍框、2-金屬蓋板、3-LCP基板復(fù)合層。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

如圖1、圖2所示，一種基于LCP基板的封裝外殼，金屬圍框1、設(shè)置于金屬圍框1下的以任意層互連的多層LCP基板層壓形成的LCP基板復(fù)合層3以及蓋在金屬圍框1上的金屬蓋板2，LCP基板復(fù)合層3包括芯片粘接層、金絲鍵合層以及元器件和金屬圍框焊接層，金屬圍框焊接層設(shè)置有通孔，實(shí)現(xiàn)良好的接地和空間隔離；LCP基板復(fù)合層3的各層設(shè)置有電鍍實(shí)心孔，實(shí)現(xiàn)任意層電氣連接；LCP基板復(fù)合層3和金屬圍框焊接層通過焊接，實(shí)現(xiàn)氣密連接，金屬蓋板2和金屬圍框1通過激光封焊，封焊面鍍有鎳鍍層，實(shí)現(xiàn)金屬蓋板2和金屬圍框1的氣密連接；LCP基板復(fù)合層3內(nèi)埋射頻信號(hào)傳輸線和電源線。

如圖3所示，本實(shí)用新型還提出了一種基于LCP基板的封裝外殼的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備金屬圍框1、金屬蓋板2和LCP基板復(fù)合層3。根據(jù)LCP基板可以實(shí)現(xiàn)任意層互連的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過內(nèi)埋射頻信號(hào)傳輸線和電源線等進(jìn)行三維互連，實(shí)現(xiàn)高密度封裝。為了保證金屬圍框1焊接，LCP基板復(fù)合層3正面鍍金2um，金屬圍框1底面鍍金0.5um。此外，為了實(shí)現(xiàn)金屬圍框1和金屬蓋板2的激光封焊，金屬圍框1和金屬蓋板2的封焊面化學(xué)鍍鎳5um。

(2)將金屬圍框1焊接在LCP基板復(fù)合層3的金屬圍框1焊接層上，此步驟為關(guān)鍵工藝。先清潔基板和金屬圍框1，用異丙醇溶液超聲清洗基板、金屬圍框1，10-20分鐘，再用錫銀銅焊膏均勻地涂抹在LCP基板上需要焊接金屬圍框1的位置，然后將金屬圍框1放置在LCP基板上，用夾具固定LCP基板和金屬圍框1。打開熱臺(tái)，溫度設(shè)置230℃，待溫度穩(wěn)定后，將帶夾具固定的LCP基板和金屬圍框1放置在熱臺(tái)上，待錫銀銅熔化10～20s后，整體移至防靜電工作臺(tái)上，在室溫下冷卻后完成金屬圍框1焊接工藝。金屬圍框1焊接的合格判據(jù)是焊點(diǎn)光亮飽滿。

(3)將裸芯片粘接在LCP基板復(fù)合層3的芯片粘接層上。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在LCP基板復(fù)合層3上芯片預(yù)留位置處均勻涂覆一層導(dǎo)電膠，導(dǎo)電膠厚度在0.05～0.12mm之間，按圖紙放置芯片。整體放入高溫烘箱，120℃烘烤50～60分鐘。檢查芯片粘接情況，要求芯片粘接位置滿足圖紙要求，芯片四周可以看見溢出的導(dǎo)電膠且不超出規(guī)定的粘接區(qū)域。粘接合格的導(dǎo)電膠厚度為0.03～0.07mm。

(4)采用25um的金絲鍵合工藝將裸芯片和LCP基板復(fù)合層3上的金絲鍵合層的焊盤級(jí)聯(lián)。采用熱聲焊機(jī)，25um金絲焊接芯片與基板，要確保金絲具有一定的幅度(弧高典型值為150um～200um)，焊點(diǎn)的焊接位置應(yīng)位于焊盤中心，不允許超出焊盤。

(5)采用激光封焊工藝進(jìn)行封蓋。將產(chǎn)品放置在手套箱中，抽真空后進(jìn)行激光封焊，封蓋完成后放入氦質(zhì)譜檢漏儀的真空容器內(nèi)進(jìn)行檢漏，要求氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)的氦氣流量低于1×10^-3pa·cm³/s為滿足氣密要求。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。