CN102007519A - 在环形腔和/或偏置腔中具有集成的孔径耦合贴片天线的射频(rf)集成电路(ic)封装体 - Google Patents

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Abstract

一种射频集成电路芯片封装体，具有N个集成的孔径耦合贴片天线，N至少为2，该封装体包括：N个大体上为平面的贴片，以及至少一个大体上为平面的接地面。接地面在其中形成有至少N个耦合孔径狭槽。N个馈线向内与接地面间隔开并且实质上与之平行，并且至少一个射频芯片向内与馈线间隔开，并且耦合至馈线和接地面。形成第一衬底层，其中芯片定位在该芯片接收腔中。第二衬底层插入在接地面与贴片所限定的平面之间。贴片形成于第一金属层中，接地面形成于第二金属层中，并且第二衬底层限定天线腔，天线腔中定位有N个大体上为平面的贴片。

Description

在环形腔和/或偏置腔中具有集成的孔径耦合贴片天线的射频(RF)集成电路(IC)封装体
技术领域
本发明总体上涉及通信电路，并且更具体地，涉及射频(RF)集成电路(IC)封装体。
背景技术
在无线网络中，设备之间的连通性和通信通过附接至接收机或发射机的天线来实现，以辐射去往和来自其他网元的期望信号。在诸如毫米波无线电的无线电通信系统中，离散组件通常以低集成水平组装。这些系统通常是这样组装的：使用昂贵且体积大的波导和封装体级或板级微带结构，以便对半导体及其需要的发射机天线或接收机天线进行互连。随着半导体技术和封装工程的最近进展，这些无线电通信系统的尺寸已经变得更小。对于诸如无线通用串行总线(USB)的应用来说，操作距离限制在大约一米；并且在60GHz处具有约7dBi的单个天线将提供需要的天线增益。对于10米(例如，无线视频)长或者更长(例如，雷达)的距离，在点对点应用中，取决于应用，需要高至30dBi的天线增益。然而，无线视频应用的高增益天线具有非常窄的束宽，因此调整天线指向对于消费者而言非常困难。因此，需要辐射图案可控阵列，诸如相控阵列。相控阵列通常在军用雷达中广泛使用。然而，由于所涉及的昂贵组件和昂贵的劳动力，将RF芯片与集成天线或者相控阵列进行集成是极端困难并且非常昂贵的。
发明内容
本发明的原理提供了用于实现具有在例如环形和/或偏置腔中具有集成的孔径耦合贴片天线的RF IC封装体的技术。
按照本发明的一个方面，在一个示例性实施方式中，一种射频集成电路芯片封装体，具有N个集成的孔径耦合贴片天线，N至少为2，该封装体包括：N个大体上为平面的贴片；以及至少一个大体上为平面的接地面，其向内与该N个大体上为平面的贴片间隔开，并且与之实质上平行。接地面在其中形成有至少N个耦合孔径狭槽，并且狭槽实质上与贴片相对。还包括：N个馈线，向内与接地面间隔开并且实质上与之平行；至少一个射频芯片，向内与馈线间隔开并且耦合至馈线和接地面；以及第一衬底层，向内与馈线间隔开。第一衬底层形成有芯片接收腔，并且芯片定位在该芯片接收腔中。附加元件包括：第二衬底层，插入在接地面与贴片所限定的平面之间的区域中。贴片形成于第一金属层中，接地面形成于第二金属层中，并且第二衬底层限定天线腔。N个大体上为平面的贴片定位在天线腔中。
可选地，在腔内，在第二衬底层中形成岛，由此限定腔的环形形状，并且N个大体上为平面的贴片定位在该环形形状中。该岛与芯片接收腔本质上相对。
在另一可选方式中，当在平面中观察时，天线腔与芯片接收腔间隔开(偏置)，使得在向芯片接收腔插入芯片期间引起的负载实质上离开天线腔而被支撑。
在另一方面中，一种制造具有N个集成的孔径耦合贴片天线的射频集成电路芯片封装体的方法，N至少为2，包括步骤：提供所描述类型的封装体(没有芯片)，其具有所描述的可选的岛；以及向腔中插入至少一个射频芯片，其中岛支撑由于向腔中插入芯片所引起的负载。
在又一方面中，一种制造具有N个集成的孔径耦合贴片天线的射频集成电路芯片封装体的方法，N至少为2，包括步骤：提供所描述类型的封装体(没有芯片)，所述封装体具有所描述的可选偏置腔配置；以及向腔中插入至少一个射频芯片，使得在向芯片接收腔插入芯片期间引起的负载实质上离开天线腔而被支撑。
本发明的一个或多个实施方式适于自动化工艺以及减少先前封装天线中涉及的组件的数目。
通过结合附图阅读下文对本发明示范性实施方式的详细描述，本发明的这些以及其他目的、特征和优点将变得明显。
附图说明
图1示出了根据本发明一个方面的封装体的示例性实施方式的剖面；
图2示出了根据本发明另一方面的另一封装体的示例性实施方式的剖面；
图3示出了根据本发明又一方面的又一封装体的示例性实施方式的剖面；
图4是没有反射器或者嵌入式反射器的示例性封装体的底视图；
图5是具有可见反射器的示例性封装体的底视图；
图6是示例性平面相控阵列实施方式的底视图；
图7是根据本发明另一方面的矩形环形腔封装体的顶视图(请注意，术语“顶视图”和“平面图”在此可互换使用)；
图8是沿图7中的线VIII-VIII取得的剖面；
图9是图7封装体的较大版本；
图10是沿图9中的线X-X取得的剖面；
图11是根据本发明又一实施方式的圆形环形腔封装体的顶视图；
图12是沿图11中的线XII-XII取得的剖面；
图13是图11的封装体的较小版本；
图14是沿图13中的线XIV-XIV取得的剖面；
图15是根据本发明另一实施方式的偏置(并排)腔封装体的顶视图；
图16是沿图15中的线XVI-XVI取得的剖面；
图17是根据本发明又一实施方式的示例性16个天线相控阵列配置的顶视图；以及
图18是根据本发明附加方面的另一示例性16个天线相控阵列配置的顶视图。
具体实施方式
本发明的一个或多个实施方式提供了用于具有在毫米波(mmWave)范围中操作的集成天线和相控阵列的低成本封装体的装置和方法。一个具有集成天线的示例性创造性封装体是基于多层印刷电路板(PCB)。封装体例如包含：用于实现高性能天线或者天线阵列的矩形或者环形腔，以及容纳mmWave射频(RF)集成电路芯片的另一腔。本发明的一个或多个实施方式还提供用以克服制造内部腔的困难以及避免在mmWave频率处采用布线键合技术这一需要的技术。创造性封装技术的实施方式符合PCB制造工艺，并且可以用于具有集成天线或天线阵列的封装体。
由此，本发明的实例提供了具有集成天线或平面相控阵列的低成本封装；特别地，提供了具有针对mmWave频率以及上述的集成天线或平面线控阵列的芯片封装。
具有集成天线的典型芯片封装体具有三个主要部分：(i)RF芯片，(ii)一个或多个天线，以及(iii)封装体载体(并且在某些实例中，是封装体盖或罩，或者保护封装体的密封材料)。本发明的一个或多个实施方式提供具有以下的封装体：高性能天线，用于对RF芯片进行芯片倒装的接口，以及用于将封装体向印刷电路主板进行芯片倒装的接口。
图1示出了根据本发明一个方面的示例性封装体100的剖面图。注意，为清晰起见，在所有附图中省略了剖面线。封装体具有总共7层，包括衬底和结合层。对于mmWave应用来说，特别是对于60GHz以上的频率来说，在设计过程中必须考虑结合膜和/或层的厚度。基于这里的启示，天线和封装领域的普通技术人员将知道如何将厚度纳入考虑以及如何采用高精度PCB制造技术来实现本发明的实施方式。封装体100还具有多个金属层。具体地，存在最外衬底102。从其向内紧接着是用于贴片天线的贴片104的金属层。衬底102和贴片天线104(在图1中仅绘出单个天线，但是如下所述，可以提供更多天线)向内是结合膜层106、另一衬底层108以及另一结合膜层109。在结合膜109之内，另一金属膜用于贴片天线的接地面110。接地面上的狭槽113用于孔径耦合贴片天线的孔径。接地面110还将辐射元件(贴片)104与馈线和RF芯片间隔开，如下文讨论。
接地面110向内是另一衬底112。衬底112向内是另一金属层，其用于实现：天线馈线114，用于RF芯片连接(优选地，倒装芯片/C4(“受控坍塌芯片连接”)类型的连接)的焊盘116、118、120，以及到一个或多个诸如通孔124的通孔的互连122(适当的)，其中一个或多个通孔位于形成馈线114的金属层向内的另一结合膜层126以及结合膜126向内的另一衬底128中。又一金属层提供用于信号、控制、电源以及与主板PCB(为清晰，图中省去了主板PCB)的连接的所有焊盘。焊盘可以包括：通过接地通孔140与接地面110互连的接地焊盘130；以及一个或多个信号、功率和控制焊盘，其由通过通孔124连接至互连122和反焊盘142的焊盘132示意性表示。通孔例如可以是镀敷穿孔。还可以提供封装体焊盘134。取决于贴片天线设计，还可以在与焊盘130、132、134相同的金属层上实现可选的反射器144。在某些情况下，如下所述，反射器144是嵌入式的。
为了实现芯片倒装方式，芯片162优选地具有与芯片连接焊盘116、118、120直接连接的多个焊点。
为了增强贴片天线宽度，贴片可以是空气悬架的，或者利用介电常数在低频应用处接近1的泡沫材料来支撑。然而，在mmWave频率处，特别是对于封装体应用，空气悬架或者泡沫支撑的贴片是不现实的。由此，在本发明的一个或多个实施方式中，可以在封装体中实现空气腔150。为了避免由于在PCB制造工艺期间的热气体所导致的问题，可以采用通气孔。这些孔可以这样来设计，使得其对于天线性能几乎不具有影响。例如，孔152可以定位在腔150的中部附近或者靠近腔150的边沿，并且可以制造得相对较小，以适合足够的通气。取决于所使用的制造工艺，通气孔可以如图1所示在腔150的顶部(最外面部分)，或者如下所述在腔的侧部。
接地面110还用于制造通过通孔(例如，通孔140)的接地连接以及通过通孔和反焊盘(例如，具有反焊盘142的通孔124，说明可用于信号、功率或控制功能的具有反焊盘的通孔)的信号、功率和控制连接。从制造的角度看，反焊盘是有益的，并且获得提高的可靠性，因为难以在不使用反焊盘的情况下在部分通孔(也即，诸如通孔124的通孔，其没有完全延伸通过结构)中实现的可靠性。
在衬底128和结合膜126中实现开口芯片接收腔或者槽160。该槽用来保持RF芯片162。芯片通过倒装芯片键合附接至封装体。
注意，所有mmWave组件(天线、功率放大器、低噪放大器等)都在封装体100中。通孔124、140用来传递DC或者低得多的频率信号。
封装体100可以有益地通过球栅极阵列(BGA)而附接至主板(未示出)。
图2示出了与实施方式100实质上类似的实施方式200，其区别在于反射器144被反射器向内的附加结合层170和结合层170向内的附加衬底172封闭。类似的项具有相同的参考标号，并且不会再次描述。在此实施方式中，芯片接收槽160也形成于衬底172和结合层170中。
图3示出了与实施方式200实质上类似的实施方式300，区别在通气孔352侧面穿过层108，以便对腔150进行通气。类似的项具有相同的参考标号，并且不会再次描述。
图4给出了利用密封材料402封闭芯片162的底视图400。芯片可以部分或者完全地被封闭，例如，出于抗潮的目的。多个外焊盘404例如可以对应于附接、热传导或者接地焊盘，诸如焊盘130；而多个内焊盘406例如可以对应于信号、控制或者功率焊盘，诸如焊盘132。在图4中，不存在反射器，或者反射器是嵌入式的。图5示出了类似于视图400的视图500，但是封装体具有反射器144，诸如在图1中那样。类似的项具有相同的参考标号，并且不会再次描述。
图6示出了具有2x2平面相控阵列布局的示例性封装体600。在每一行上具有多于两个天线是可能的。该基本2x2阵列可以用于形成更大的阵列。除了具有第一馈线114的第一天线贴片104，还包括第二天线贴片602、第三天线贴片604和第四天线贴片606，其具有相应的第二馈线608、第三馈线610以及第四馈线612。如上所述，每个馈线连接至芯片612。尽管在图6中为了说明方便的目的而将馈线示为结束于贴片，但是将会理解，在顶视图或者底视图中观察时，它们可以与相应的贴片重叠，并且在图1-图3的剖面图中观看时，它们与相应的贴片和耦合孔径间隔开(例如，馈线的一端穿过贴片的中心(图17)或者停留在中心(图18)。馈线的另一端刚好越过RF芯片的边沿)。
由此，将会理解，本发明的各方面包括具有用于RF芯片的槽以及平面天线的封装体。在一个或多个实例中，RF芯片被倒装芯片附接至封装体。内部腔可以用来改进腔带宽。通气孔可以用来移除PCB制造工艺期间的热气体。封装体可以通过BGA附接至主PCB。封装体可以实现平面相控阵列。
根据图1-图6的讨论，将会理解，总体上，根据本发明的各方面的孔径耦合贴片天线封装体可以包括至少一个大体上为平面的贴片，诸如贴片104。还包括至少一个大体上为平面的接地面，诸如平面110，其向内与大体上为平面的贴片104间隔开，并且实质上与之平行。接地面在其中形成有至少一个耦合孔径狭槽，诸如狭槽113。狭槽113实质上与贴片104相对。至少一个馈线(诸如，线114)与接地面110向内间隔开，并且实质上与之平行。至少一个射频芯片(诸如，芯片162)向内与馈线114间隔开，并且耦合至馈线114和接地面110。还包括向内与馈线114间隔开的第一衬底层，诸如由结合膜126和衬底128形成。第一衬底层形成有芯片接收腔，诸如腔160。芯片162定位在芯片接收腔160中。
给出了上面的描述，PCB和天线领域的技术人员可以实现本发明的实施方式。可以使用的材料的非限制性示例包括：热固性塑料/陶瓷/玻璃布或者类似层压材料，诸如可从Rogers，Connecticut USA的Rogers Corporation获得的Rogers RO4000
Figure BPA00001238020600081
系列材料(以及其他兼容的材料)，以及用于金属层的铜，在焊盘或者其他暴露区域上可能镀金。类似的技术可以用于所有描述的实施方式，包括图1-图18。
将会理解，有益地，本发明的实施方式(诸如实施方式100、200和300)提供了完整的封装体，而不是仅提供了与芯片和其他封装分离的贴片天线。
注意，可以使用例如经过镀敷的通过孔来实现诸如124、140的通孔。
本发明的实施方式还可以包括插入在接地面110与贴片104所限定的平面之间区域的第二衬底层，诸如由衬底108和结合膜106、109形成。贴片104可以有益地形成于第一金属层中，并且接地面110可以有益地形成于第二金属层中。
在一个或多个实施方式中，在接地面110与馈线114之间的区域中插入第三衬底层，诸如由衬底112形成。馈线114可以有益地形成于第三金属层中。此外，根据本发明实施方式的一个或多个封装体可以包括形成于第三衬底层112中并且耦合至接地面110的至少一个通孔，诸如通孔190。诸如焊盘116、118、120的多个芯片连接焊盘可以形成于第三金属层中。诸如118的至少一个芯片连接焊盘可以耦合至第三衬底层中的至少一个通孔190。芯片连接焊盘将芯片耦合至馈线114(焊盘120)、通孔190(焊盘118)以及通孔124(焊盘116)。
本发明的一个或多个实施方式可以包括一个或多个信号焊盘、一个或多个控制焊盘以及一个或多个电源焊盘(所有这些示例说明为焊盘132)以及一个或多个接地焊盘，诸如130。信号、控制、电源和接地焊盘有益地形成于第四金属层中。如所述，可以可选地提供封装体焊盘134。
在一个或多个实施方式中，还包括至少一个接地通孔，诸如140，其将接地面110与接地焊盘130耦合。至少一个接地通孔140在不与馈线114相交的区域中穿过第一衬底层和第三衬底层(例如，衬底112、结合膜126以及衬底128)。一个或多个实施方式包括与接地面110实质上共面形成的功率、信号和控制反焊盘(诸如，反焊盘142)中每个的至少一个。至少一个信号通孔将信号反焊盘与信号焊盘耦合，并且穿过第一衬底层和第三衬底层。类似地，至少一个功率通孔将功率反焊盘与功率焊盘耦合，并且穿过第一衬底层和第三衬底层。此外，至少一个控制通孔将控制反焊盘与控制焊盘耦合，并且穿过第一衬底层和第三衬底层。如所述，焊盘132、通孔124以及反焊盘142是可以针对功率、信号和控制功能而提供的焊盘、通孔和反焊盘元件的示范。
还如所述，在某些实例中，诸如144的反射器向内与第三衬底层间隔开，并且大体上与耦合通孔槽113相对。反射器可以位于第一衬底层的内表面上(例如，衬底128的最内表面)。反射器可以入图1中那样是外露的；或者如图2和图3中那样是嵌入式的，这这种情况下，封装体可以包括向内与反射器144间隔开的第四衬底层，诸如由结合膜170和衬底172形成。反射器由此可以嵌入在第一衬底层与第四衬底层之间。
有益地，诸如由膜106、109和衬底108形成的第二衬底层在其中形成有空气腔，诸如腔150。空气腔150位于贴片104与接地面110中的耦合孔径狭槽113之间。优选地，空气腔形成为与诸如152或者352通气孔通信。在后一种情况下，如图3那样，通气孔352形成于第二衬底层中；具体地，形成于衬底108中。在前一种情况下，通气孔152形成于向内与贴片104间隔开的附加衬底层(例如，由衬底102形成)中。贴片形成于附加衬底层102上，并且通气孔形成于附加衬底层102中。
如关于图6所述，在本发明的一个或多个实施方式中，实现两个或更多贴片以形成平面相控阵列。由此，一般说来，上文讨论的贴片104可以设计为第一贴片，并且上文讨论的馈线114是第一馈线。接地面可以形成有一个或多个附加的耦合孔径狭槽，例如狭槽113。封装体可以包括向内与接地面间隔开的一个或多个附加的大体上为平面的贴片，诸如贴片602、604、606。附加狭槽可以与附加贴片实质上相对。封装体还可以包括向内与接地面间隔开并且实质上与之平行的一个或多个附加馈线，诸如线608、610、614。至少一个射频芯片162耦合至附加馈线，并且第一贴片和附加贴片被布置为形成平面相控阵列。在相控阵列实施方式中可以采用具有多个狭槽的单个较大接地面。相控阵列可以包括大于或等于2的任何数目的贴片；然而，2的幂是优选的，例如2、4、8、16、32等。
对于阵列应用，天线元件之间的间隔约为自由空间波长(例如，在60GHz处约为2.5mm)的一半。由此，实现用于天线的多个腔具有挑战性，因为腔壁将过窄。将关于图7-图18来讨论解决这一问题的本发明实施方式。一个或多个此类实施方式在阵列情况下有益地提供了制造的便利。
图7和图8分别示出了具有集成天线的示例性封装体实施方式的顶视图和剖面图。类似于前图中描述的元件具有相同的参考文字。如图8中可见，封装体具有与图3中存在的封装体相同的“层叠”(为清晰起见，省略了焊盘和通孔)。然而，存在用于所有天线的矩形环形腔750，以帮助天线具有宽带宽和高效率。还存在中央岛702以支撑封装体罩102，因此罩将不会松动。岛702还是期望的，使得封装体将不会在芯片162的附接期间形变。利用此配置，布置一个天线环是可能的(如图9和图11中可见)，并且天线馈线114可以非常短。岛702可以包括层106、108、109，并且例如可以通过铣削腔750形成到这些层中。图9和图10与图7和图8类似，但是具有保持更多天线的较大腔750。
图11和图12分别示出具有集成天线的另一示例性封装体实施方式的顶视图和剖面图。这里，采用了圆形的环形腔750。在至少某些实例中，圆形环形腔750可以比图7-图10中示出的矩形环形腔更易制造(由于圆形形状倾向于更易铣削)。在此实施方式中，岛702也是圆形的。图13和图14类似于图11和图12，但是具有保持较少天线的较小腔750。仿真表明：在至少某些实例中，圆形阵列比矩形阵列具有稍好的辐射图案。
对于较小的阵列，偏置或者并排配置是可能的，如图15和图16所示。RF芯片162通常比天线阵列小得多。由此，此配置将不会过多地增加封装体尺寸。然而，馈线114将比图7-图14中所示配置要长，由此图15和图16的方法对于小阵列应用是有益的。将腔160中的芯片162从天线腔750偏置防止了在将芯片162安装在腔160中时不期望的偏差和张力，因此腔160上的层102、106、108、109、110、112提供了支撑，由此，在腔750中不需要岛。在偏置情况中，天线辐射图案也稍好于环形腔情况的图案，因为阵列被完全填充。然而，在至少某些实例中，在偏置情况下，特别是对于较大的阵列，设计阵列馈线更具挑战性。
图17-图18示出了第一(接收机)和第二(发射机)16个天线元件相控配置。在图17和图18中，如其他示范性岛实施方式中一样，腔750限定在层106、108、109中，具有岛1702和外部1704。对于图17和图18中的配置，封装体尺寸仅为28mm x 28mm，(进入页面的)高度为46mil(注意，46mil＝0.046英寸＝1.17mm)。在图17中，RF芯片162需要共面的波导(CPW)馈送天线，所以存在去往CPW过渡区1902的16个微带。芯片162驻留在芯片腔160中。注意，还有馈线114、反射器144和接地面狭槽113。图17的配置对每个贴片采用一个接地面狭槽，而图18的配置对每个贴片104采用两个接地面狭槽113。还要注意，图17和图18是顶视图，其中为了说明方便而没有使用虚线(隐线)—腔160中的芯片162位于岛1702之下，与图7-图14相同。
由此，本发明的一个或多个实施方式提供了具有用于RF芯片162的槽160以及用于平面天线阵列的内部腔750的封装体。天线腔750例如可以是圆形或者矩形环，或者用于并排配置的较大腔(后一情况的示例在图15和图16中示出)。封装体的实施方式可以实现平面相控阵列，优选地无需用于RF馈送的通孔，并且在一个或多个实施方式，具有实质上等同但是相对短的馈线长度。如果需要相对较大的相控阵列，则可以通过扩大腔尺寸使用较多的天线元件，如图9-图12中所示。
根据图7-图18的描述，将会理解，一般而言，具有N个集成的孔径耦合贴片天线(N至少为2)的射频集成电路芯片封装体包括：N个大体上为平面的贴片104；以及至少一个大体上为平面的接地面110，其向内与N个大体上为平面的贴片间隔开并且实质上与之平行。接地面在其中形成有N个耦合孔径狭槽113，并且狭槽实质上与贴片104相对(在某些情况下，诸如在图18中，可以存在多于N个狭槽，例如2N个狭槽，每个贴片两个狭槽)。N个馈线114向内与接地面110间隔开，并且实质上与之平行。至少一个射频芯片162向内与馈线114间隔开，并且耦合至馈线114和接地面110。注意，关于图1-图6描述的通孔、焊盘和反焊盘也可以在图7-图18的实施方式中使用。N个贴片104可以布置为形成平面相控阵列。
诸如由结合膜126和衬底128形成的第一衬底层向内与馈线114间隔开，并且形成有芯片接收腔160，其中芯片162定位在该芯片接收腔中。诸如由膜106、109和衬底108形成的第二衬底层插入在接地面110与贴片104所限定的平面之间的区域中。贴片104形成于第一金属层中，接地面110形成于第二金属层中，并且第二衬底层限定天线腔750，其中N个大体上为平面的贴片104定位在天线腔750中。
在某些情况下，腔750内，岛702、1702形成于第二衬底层中，由此限定了腔的环形形状，并且N个大体上为平面的贴片104定位在该环形形状中，其中岛702、1702实质上与芯片接收腔160相对。这里使用的“实质上相对”意在描述这样的配置：当在平面中观察时，岛至少部分地与芯片接收腔重叠，以帮助支撑向腔160插入芯片162引起的插入负载。在任何特定情况下，岛和腔可以具有各种形状，并且可以具有相同或者不同的形状。在某些示例性、非限制性情况中，当在平面中观察时二者实质上是矩形的(矩形包含但不限于正方形)；而在其他示例性、非限制性情况下，当在平面中观察时二者实质上是圆形的。
在某些情况下，诸如由衬底112形成的第三衬底层插入在接地面110与馈线114之间的区域中，并且馈线114形成于第三金属层中。在一个或多个实施方式中，N个反射器144向内与第三衬底层间隔开，并且大体上与耦合孔径狭槽113相对。反射器144例如可以位于第一衬底层的内表面上。此外，在某些情况下，诸如由结合膜170和衬底172形成的第四衬底层向内与反射器144间隔开，其中反射器144嵌入在第一衬底层与第四衬底层之间。
在其他情况下，诸如图15和图16中所示，当在平面中观察时天线腔750与芯片接收腔160间隔开，使得在向芯片接收腔160插入芯片162期间引起的负载实质上离开天线腔而被支撑(例如，通过芯片162上紧邻的层102、108、106、109、110、112中的挤压)。
在某些情况下，诸如层102的罩固定在天线腔750之上，并且至少部分地由岛702支撑。
在另一方面中，一种制造所描述类型的射频集成电路芯片封装体的方法，包括：提供所描述类型的封装体，其未插入芯片162，并且具有所描述的岛702；以及向腔160插入至少一个射频芯片162，其中岛702支撑向腔插入芯片所引起的负载。
在又一方面中，一种制造所描述类型的射频集成电路芯片封装体的方法，包括：提供所描述类型的封装体，其未插入芯片162，并且具有在平面中观察时与芯片接收腔间隔开的天线腔(例如，如图15和图16所示)；以及向腔160插入至少一个射频芯片162，使得在向芯片接收腔160插入芯片162期间引起的负载实质上离开天线腔而被支撑(例如，通过芯片162上紧邻的层102、108、106、109、110、112中的挤压)。
将会认识到并且应当理解，上文描述的本发明示例性实施方式可以通过多种不同方式来实现。给出在此提供的本发明的启示，相关领域的普通技术人员将能够想到本发明的其他实现。
尽管已经在此参考附图描述了本发明的示范性实施方式，但是将会理解，本发明不限于这些精确的实施方式，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明精神的范围的情况下，进行各种其他改变和修改。

Claims (15)

1.一种具有N个集成的孔径耦合贴片天线的射频集成电路芯片封装体，N至少为2，所述封装体包括：
N个大体上为平面的贴片；
至少一个大体上为平面的接地面，向内与所述N个大体上为平面的贴片间隔开，并且实质上与之平行，所述接地面在其中形成有至少N个耦合孔径狭槽，所述狭槽实质上与所述贴片相对；
N个馈线，向内与所述接地面间隔开，并且实质上与之平行；
至少一个射频芯片，向内与所述馈线间隔开，并且耦合至所述馈线和所述接地面；
第一衬底层，向内与所述馈线间隔开，所述第一衬底层形成有芯片接收腔，所述芯片定位在所述芯片接收腔中；以及
第二衬底层，插入在所述接地面与所述贴片所限定的平面之间的区域中，其中：
所述贴片形成于第一金属层中；
所述接地面形成于第二金属层中；以及
所述第二衬底层限定天线腔，所述N个大体上为平面的贴片定位在所述天线腔中。
2.如权利要求1所述的封装体，还包括：所述天线腔中形成于所述第二衬底层中的岛，由此限定所述腔的环形形状，所述岛实质上与所述芯片接收腔相对。
3.如权利要求2所述的封装体，其中当在平面中观察时，所述岛与所述天线腔实质上是矩形的。
4.如权利要求2所述的封装体，其中当在平面中观察时，所述岛和所述天线腔实质上是圆形的。
5.如权利要求2所述的封装体，还包括：第三衬底层，插入在所述接地面与所述馈线之间的区域中，其中所述馈线形成于第三金属层中。
6.如权利要求5所述的封装体，还包括：N个反射器，向内与所述第三衬底层间隔开，并且大体上与所述耦合孔径狭槽相对。
7.如权利要求6所述的封装体，其中所述反射器定位在所述第一衬底层的内表面上。
8.如权利要求7所述的封装体，还包括：第四衬底层，向内与所述反射器间隔开，所述反射器嵌入在所述第一衬底层与所述第四衬底层之间。
9.如权利要求2所述的封装体，还包括罩，其中所述岛配置用于支撑所述罩。
10.如权利要求1所述的封装体，其中所述N个贴片布置为形成平面相控阵列。
11.如权利要求1所述的封装体，其中当在平面中观察时，所述天线腔与所述芯片接收腔间隔开，使得在向所述芯片接收腔中插入所述芯片期间引起的负载实质上离开所述天线腔而被支撑。
12.如权利要求1所述的封装体，其中所述接地面在其中形成有至少2N个所述耦合孔径狭槽，所述耦合孔径狭槽中的两个用于每个所述贴片。
13.一种制造具有N个集成的孔径耦合贴片天线的射频集成电路芯片封装体的方法，N至少为2，所述方法包括步骤：
提供封装体，所述封装体包括：
N个大体上为平面的贴片；
至少一个大体上为平面的接地面，向内与所述N个大体上为平面的贴片间隔开，并且实质上与之平行，所述接地面在其中形成有至少N个耦合孔径狭槽，所述狭槽实质上与所述贴片相对；
N个馈线，向内与所述接地面间隔开，并且实质上与之平行；
第一衬底层，向内与所述馈线间隔开，所述第一衬底层形成有芯片接收腔；
第二衬底层，插入在所述接地面与所述贴片所限定的平面之间的区域中，其中：
所述贴片形成于第一金属层中；
所述接地面形成于第二金属层中；以及
所述第二衬底层限定天线腔，所述N个大体上为平面的贴片定位在所述天线腔中；以及
岛，在所述天线腔中形成于所述第二衬底层中，由此限定所述腔的环形形状，所述岛与所述芯片接收腔实质上相对；以及
向所述芯片接收腔中插入至少一个射频芯片，其中所述岛支撑在向所述芯片接收腔中插入所述芯片期间引起的负载。
14.如权利要求13所述的方法，还包括附加步骤：在所述天线腔上固定罩，所述罩至少部分地由所述岛来支撑。
15.一种制造具有N个集成的孔径耦合贴片天线的射频集成电路芯片封装体的方法，N至少为2，所述方法包括步骤：
提供封装体，所述封装体包括：
N个大体上为平面的贴片；
至少一个大体上为平面的接地面，向内与所述N个大体上为平面的贴片间隔开，并且实质上与之平行，所述接地面在其中形成有至少N个耦合孔径狭槽，所述狭槽实质上与所述贴片相对；
N个馈线，向内与所述接地面间隔开，并且实质上与之平行；
第一衬底层，向内与所述馈线间隔开，所述第一衬底层形成有芯片接收腔；
第二衬底层，插入在所述接地面与所述贴片所限定的平面之间的区域中，其中：
所述贴片形成于第一金属层中；
所述接地面形成于第二金属层中；
所述第二衬底层限定天线腔，所述N个大体上为平面的贴片定位在所述天线腔中；以及
当在平面中观察时，所述天线腔与所述芯片接收腔间隔开；以及
向所述芯片接收腔中插入至少一个射频芯片，使得在向所述芯片接收腔中插入所述芯片期间引起的负载实质上离开所述天线腔而被支撑。
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