CN104157618B - 射频模块封装结构和封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种射频模块封装结构和封装工艺,包括印刷电路板,印刷电路板一面分布芯片,印刷电路板另一面设置焊锡球;在具有电磁辐射的芯片上罩设金属屏蔽罩,金属屏蔽罩和芯片塑封在塑封层中;其特征是:塑封层表面设置螺旋形天线,天线中心位置的塑封层中设置连接天线与印刷电路板的通孔,通孔中填充金属。所述封装工艺,包括以下步骤:(1)印刷电路板上安装芯片;(2)金属屏蔽罩扣在具有电磁辐射的芯片上;(3)将芯片和金属屏蔽罩进行塑封;(4)塑封层的表面刻蚀螺旋形沟槽,在沟槽中心位置的塑封层中刻蚀通孔;(5)沟槽和通孔中填充金属;(6)在印刷电路板另一面植球,得到焊锡球。本发明能够实现紧凑的含天线的射频模块制作。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频模块封装结构和封装工艺,属于半导体封装技术领域。
背景技术
多芯片射频模块是手机和便携式电子产品中常见的部件,其元器件封装密度高,且需要考虑不同元器件之间的电磁辐射,防止干扰性电磁场向外扩散造成近邻的元器件、电路、组合件或整个系统的工作不正常。
现有技术中,常见的射频芯片大多采用独立器件封装结构,再通过SMT(表面贴装)的组装方式在PCB上实现模块化功能,其电磁屏蔽的功能也是通过SMT工序上贴装金属屏蔽罩的方式实现。伴随着电子产品的发展,采用这一方式并不能很好的满足系统集成度提升的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种射频模块封装结构和封装工艺,得到小体积、多功能的多芯片封装模块,实现紧凑的含天线的射频模块制作。
按照本发明提供的技术方案,所述射频模块封装结构,包括印刷电路板,在印刷电路板的一面上分布若干芯片,在印刷电路板的另一面上设置焊锡球;在具有电磁辐射的芯片上罩设金属屏蔽罩,金属屏蔽罩与印刷电路板上的接地焊盘连接,金属屏蔽罩和芯片塑封在塑封层中;其特征是:在所述塑封层的表面设置螺旋形沟槽,在该沟槽中填充金属,形成螺旋形天线;在所述螺旋形天线中心位置的塑封层中设置通孔,通孔连接天线与印刷电路板的上表面,在通孔中填充金属。
所述射频模块的封装工艺,其特征是,包括以下步骤:
(1)在印刷电路板上进行芯片的安装;
(2)将金属屏蔽罩倒扣在具有电磁辐射的芯片上,金属屏蔽罩与印刷电路板上的接地焊盘相连;
(3)采用塑封材料将芯片和金属屏蔽罩进行塑封,得到位于印刷电路板表面的塑封层;
(4)在塑封层的表面刻蚀出螺旋形的沟槽,在螺旋形沟槽中心位置的塑封层中刻蚀通孔,通孔连接沟槽和印刷电路板的上表面;
(5)在步骤(4)得到的沟槽和通孔中填充金属,从而得到螺旋形的天线,并由填充在通孔中的金属连接天线和印刷电路板;
(6)在印刷电路板上相对于芯片安装面的另一面进行植球,得到焊锡球。
所述步骤(4)中,沟槽的深度为25~200微米。
所述金属屏蔽罩的材质采用不锈钢、洋白铜或镀锡钢。
所述步骤(5)中,填充金属采用金、银、铜、镍或锡。
本发明所述射频模块封装结构和封装工艺,通过在射频模块中对具有电磁辐射的元器件进行整体屏蔽,再通过在模块中植入整体式收发天线或者填充金属制作天线等方式,实现紧凑的含天线的射频模块制作,实现了小体积、多功能的多芯片封装模块,符合消费类电子产品,特别是便携式电子产品,如手机的发展趋势,即短小轻薄的封装模式。
附图说明
图1~图7为所述射频模块封装结构的制备流程图。其中:
图1为在印刷电路板上安装芯片的示意图。
图2为在具有电磁辐射的芯片上设置金属屏蔽罩的示意图。
图3为将芯片和金属屏蔽罩塑封于塑封层中的示意图。
图4为在塑封层上制作沟槽和通孔的示意图。
图5为在沟槽和通孔中填充金属的示意图。
图6为所述射频模块封装结构的剖视图。
图7为图6的俯视图。
图中序号:印刷电路板1、芯片2、焊锡球3、金属屏蔽罩4、塑封层5、天线6、通孔7。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图6、图7所示:所述射频模块封装结构包括印刷电路板1,在印刷电路板1的一面上分布若干芯片2,在印刷电路板1的另一面上设置焊锡球3;所述芯片2包括具有电磁辐射的芯片和不具有电磁辐射的芯片(芯片2一般涵盖两类产品,第一类芯片由于自身输入/输出电流、负载等原因具体有较高电磁辐射强度,如电源芯片、射频功放芯片、射频传输芯片等;第二类芯片为一般性或对电磁波较敏感的产品),在具有电磁辐射的芯片2上罩设金属屏蔽罩4,金属屏蔽罩4与印刷电路板1上的接地焊盘连接;所述金属屏蔽罩4和芯片2塑封在塑封层5中,在塑封层5的表面设置螺旋形沟槽,在该沟槽中填充金属,形成螺旋形天线6;在所述螺旋形天线6中心位置的塑封层5中设置通孔7,通孔7连接天线6与印刷电路板1的上表面,在通孔7中填充金属。
上述射频模块的封装工艺,包括以下步骤:
(1)如图1所示,在印刷电路板1上进行芯片2的安装,此处芯片2的安装可以采用现有常用的工艺,没有具体限制,具体如采用芯片键合、引线键合工艺或者芯片倒装工艺等实现芯片2与印刷电路板1之间的电学连接;
如采用芯片键合、引线键合工艺时,芯片2通过固晶胶8粘接在印刷电路板1上,引线与印刷电路板1上的焊盘进行连接,芯片通过打线(也称为绑定、丝焊)方式完成芯片上的焊盘和印刷电路板上焊盘之间的连接,使芯片电路内引脚和封装体外引脚连接,使芯片的功能可以正确的输出;
采用芯片倒装工艺时,倒装芯片的I/O端锡球方向朝下,通过加热使熔融的锡球焊接到印刷电路板上预先分布有镀Au或Sn的焊盘上,实现芯片电路内引脚夫和封装体外引脚连接,芯片设计的功能可以正确的输出,实现信号的联通;
(2)对具有电磁辐射的芯片进行整体屏蔽,具体方式是:如图2所示,将金属屏蔽罩4倒扣在具有电磁辐射的芯片2上,金属屏蔽罩4与印刷电路板1上的接地焊盘相连;所述金属屏蔽罩4的材质可以采用不锈钢、洋白铜、镀锡钢等;
(3)如图3所示,采用塑封材料将芯片2和金属屏蔽罩4进行塑封,得到位于印刷电路板1表面的塑封层5,从而实现对元器件的保护;所述塑封材料可以采用环氧树脂塑封料、电子灌封胶、硅橡胶等;
(4)如图4所示,在塑封层5的表面刻蚀出螺旋形的沟槽,沟槽的深度为25~200微米,在螺旋形沟槽中心位置的塑封层5中刻蚀通孔7,通孔7连接沟槽和印刷电路板1的上表面;
(5)如图5所示,在步骤(4)得到的沟槽和通孔7中填充金属,从而得到螺旋形的天线6(如图7所示),并由填充在通孔7中的金属连接天线6和印刷电路板1;所述填充金属可以采用金、银、铜、镍、锡等;
(6)如图6所示,在印刷电路板1上相对于芯片2安装面的另一面进行植球,得到焊锡球3,实现射频模块与外部的电学连接。
本发明为多芯片射频模块封装提供了一套紧凑的小型化解决方案,在射频模块中将具有电磁辐射的元器件进行整体屏蔽,再通过在模块中植入整体式收发天线或者填充金属制作天线等方式,实现紧凑的内置天线的射频模块制作,不再需要在射频模块之外连接其他收发装置,满足了小体积、多功能的模块封装需要。
Claims (4)
1.一种射频模块的封装工艺,其特征是,包括以下步骤:
(1)在印刷电路板(1)上进行芯片(2)的安装;
(2)将金属屏蔽罩(4)倒扣在具有电磁辐射的芯片(2)上,金属屏蔽罩(4)与印刷电路板(1)上的接地焊盘相连;
(3)采用塑封材料将芯片(2)和金属屏蔽罩(4)进行塑封,得到位于印刷电路板(1)表面的塑封层(5);
(4)在塑封层(5)的表面刻蚀出螺旋形的沟槽,在螺旋形沟槽中心位置的塑封层(5)中刻蚀通孔(7),通孔(7)连接沟槽和印刷电路板(1)的上表面;
(5)在步骤(4)得到的沟槽和通孔(7)中填充金属,从而得到螺旋形的天线(6),并由填充在通孔(7)中的金属连接天线(6)和印刷电路板(1);
(6)在印刷电路板(1)上相对于芯片(2)安装面的另一面进行植球,得到焊锡球(3)。
2.如权利要求1所述的射频模块的封装工艺,其特征是:所述步骤(4)中,沟槽的深度为25~200微米。
3.如权利要求1所述的射频模块的封装工艺,其特征是:所述金属屏蔽罩(4)的材质采用不锈钢、洋白铜或镀锡钢。
4.如权利要求1所述的射频模块的封装工艺,其特征是:所述步骤(5)中,填充金属采用金、银、铜、镍或锡。
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CN109066053A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-21 | 东南大学 | 一种高增益低副瓣的毫米波封装天线 |
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CN102299142A (zh) * | 2010-06-23 | 2011-12-28 | 环旭电子股份有限公司 | 具有天线的封装结构及其制作方法 |
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