CN105047648A - 一种系统级封装结构及封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种系统级封装结构及封装方法,包括:垂直互连隔板;陶瓷连接器;设在所述垂直互连隔板的靠近边缘端含至少两个带屏蔽的一体化同轴垂直互连结构;上封装基板至少两个以上芯片,下封装基板至少两个以上芯片;将垂直互连隔板中至少一同轴垂直互连结构分别与上封装基板连接的第一键合线、第二键合线;将垂直互连隔板中至少一同轴垂直互连结构分别与下封装基板、陶瓷连接器的金属图形端连接的第三键合线、第四键合线、第五键合线。本发明形成的陶瓷与金属混合封装结构上下两个腔体的电路间可以实现数字、模拟与微波信号的通信,且两腔体的信号互不干扰,提高系统集成度,同时具有气密性和高散热能力。
Description
技术领域
本发明属于微电子封装领域,具体涉及一种系统级封装结构及封装方法。
背景技术
传统的二维封装结构中,常采用金属壁、金属罩的方式隔离微波和数模信号,但是这种二维集成的方法不利于产品的小型化。芯片堆叠和封装堆叠是常用的系统级三维封装技术,能有效减小封装的面积,但是受到长引线、翘曲、散热等因素的影响,不能满足微波电路集成和电子产品可靠性的需求。美国专利局公开的US6613978B2中,提出了一种适用于航天电子产品的系统级三维多芯片封装结构,该结构采用叠层型双腔、双面组装的方法来减小封装面积,但是该结构的两个腔体之间的电路无法通信,且腔体间的隔板无传输通信功能,不利于系统集成。此外,封装结构的外引脚不能同时对外传输数字、模拟和微波信号,不利于封装体与外界的互连。
发明内容
本发明所要解决的目的是提出一种系统级封装结构及封装方法,具有气密特性和高散热能力,上下两个腔体的电路间可以通信,且两腔体的信号互不干扰,可满足数字、模拟与微波电路的混合集成,结构小型化,提高了系统集成规模。
为解决上述问题,本发明提供一种系统级封装结构,包括:
金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板;
陶瓷连接器,其金属地端连接垂直互连隔板下表面边缘处,其金属图形端与外部引脚相连;
连接在所述垂直互连隔板上表面边缘处的上金属封环,连接所述陶瓷连接器的下金属封环;
设在所述垂直互连隔板的靠近边缘端含至少两个带屏蔽的一体化同轴垂直互连结构;
设在垂直互连隔板上表面金属化层的上封装基板,设在垂直互连隔板下表面金属化层的下封装基板,上封装基板设有至少两个以上芯片,下封装基板设有至少两个以上芯片;
将垂直互连隔板中至少一同轴垂直互连结构分别与上封装基板连接的第一键合线、第二键合线;
将垂直互连隔板中至少一同轴垂直互连结构分别与下封装基板、陶瓷连接器的金属图形端连接的第三键合线、第四键合线、第五键合线;以及
连接上金属封环的上金属盖板,连接下金属封环的下金属盖板。
根据本发明的一个实施例,所述金属基垂直互连隔板的上封装基板与该基板上的芯片构成微波电路层、所述下封装基板与该基板上的芯片构成数模电路层;或者,所述金属基垂直互连隔板金属化层的下封装基板与该基板上的芯片构成数模电路层、所述下封装基板与该基板上的芯片构成微波电路层。
根据本发明的一个实施例,所述陶瓷连接器为T型陶瓷连接器,其T字横部的上表面为金属地平面、下表面为表层金属图形平面、上下表面间设有绝缘陶瓷介质层,其T字竖部为多层陶瓷介质构成的绝缘凸部,所述金属地平面端紧贴金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板下表面连接,表层金属图形平面端一侧连接外部引脚、另一侧连接第四键合线和第五键合线,绝缘凸部端部连接下金属封环。
根据本发明的一个实施例,所述表层金属图形平面为共面波导金属图形和微带线金属图形共面并存的平面。
根据本发明的一个实施例,所述绝缘固定件和绝缘凸部的基材均为陶瓷基材。
根据本发明的一个实施例,所述垂直互连隔板含带屏蔽的同轴垂直互连结构包括自轴心向外依次同轴设置的信号传输金属通柱、第一绝缘介质、金属屏蔽层和第二绝缘介质。
根据本发明的一个实施例,所述垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构为均匀传输线结构,配置50欧姆或70欧姆的恒定阻抗。
本发明还提供如下技术方案:一种系统级封装结构的封装方法,包括以下步骤:
提供一金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板,在所述垂直互连隔板的靠近边缘处使用深紫外激光加工设备制作双环形腔体;在腔体内部填充第一绝缘介质和第二绝缘介质,并高温烧制成形后,使用减薄抛光设备对垂直互连隔板表面进行减薄抛光至信号传输金属通柱露出垂直互连隔板表面;在垂直互连隔板上下表面使用薄膜沉积设备和图形电镀设备进行金属化层制备,以完成金属基带屏蔽结构的且设有带屏蔽的同轴垂直互连结构的垂直互连隔板;
提供一T型陶瓷连接器,所述陶瓷连接器采用厚膜多层烧制工艺成型,内部使用金属化孔和金属导体连接T型横部的上下表层金属图形平面及T字竖部的下表面金属图形平面,其中T型竖部为多层陶瓷介质,形成具有特定互连关系的多层陶瓷体;将陶瓷连接器的金属地端连接至垂直互连隔板下表面边缘处,将该陶瓷连接器的金属图形端的外侧部和外部引脚相连;
在所述金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板上表面边缘处设置上金属封环,在所述陶瓷连接器上设置下金属封环;
使用高温钎焊工艺,将陶瓷连接器、垂直互连隔板、上下金属封环进行一体化焊接,构成上下双面的腔体;
在所述上腔体内,使用低温钎焊工艺或粘接工艺安装上封装基板和至少两个芯片;
在所述下腔体内,使用低温钎焊工艺或粘接工艺安装下封装基板和至少两个芯片;
将垂直互连隔板中至少一个带屏蔽的同轴垂直互连结构通过第一键合线、第二键合线分别与上封装基板连接,将垂直互连隔板中至少一个带屏蔽的同轴垂直互连结构通过第三键合线、第四键合线和第五键合线分别和下封装基板、陶瓷连接器的金属图形端的内侧部连接;
使用激光焊接工艺或平行封焊工艺,在上金属封环上设一上金属盖板以形成封闭的上腔体,在下金属封环上设一下金属盖板以形成封闭的下腔体,以形成陶瓷与金属混合的系统级封装结构。
采用上述技术方案后,本发明相比现有技术具有以下有益效果:通过金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板将上下两个腔体进行信号屏蔽,通过垂直互连隔板含带屏蔽的同轴垂直互连结构实现上下两层电路的内连接,结合垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构和陶瓷连接器实现内部电路与外部引脚的外连接,从而实现了内部上下腔体的电路通信,且相互之间信号不干扰,以及封装结构内部与外部的自由通信,该封装结构集成度高,利于系统集成。
此外,上下两层电路中,其中一层设置为微波电路层,另一层设置为数模电路层,由于两个腔体由金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板屏蔽,因而微波电路层和数模电路层的电磁信号互不干扰,也就可以实现系统的通信、控制和存储一体化封装。
附图说明
图1为本发明一个实施例的系统级封装结构的立体结构示意图;
图2为图1的系统级封装结构的A-A方向剖面结构示意图;
图3a至图3d为本发明一个实施例的金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板制作流程图;
图4为本发明一个实施例的一垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构的俯视结构示意图;
图5为本发明一个实施例的T型陶瓷连接器的剖面结构示意图;
图6本发明一个实施例的T型陶瓷连接器的仰视结构示意图;
图7本发明另一个实施例的T型陶瓷连接器的仰视结构示意图;
图8为本发明一个实施例的系统级封装结构的封装方法的流程示意图。
附图标记说明:
101-金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板,102-上金属封环,103-上金属盖板,104-上腔体,105-第一键合线,106-第二键合线,107-金属基垂直互连隔板的金属化层,108-垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构,109-双环形腔体,110-陶瓷连接器,111-下金属封环,112-下金属盖板,113-下腔体,114-第三键合线,115-第四键合线,116-第五键合线,117-封装基板,118-外部引脚,119-金属屏蔽层,120-绝缘介质,121-信号传输金属通柱,122-金属地平面,123-绝缘凸部,124-绝缘固定件,125-表层金属图形平面,126-共面波导金属图形平面,127-微带线金属图形平面,128-芯片。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
图1示出了采用本发明的双腔体三维封装结构的封装体立体结构,图2示出了图1中A-A剖切方向的双腔体三维封装结构剖面结构,包含101-金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板,102-上金属封环,103-上金属盖板,104-上腔体,105-第一键合线,106-第二键合线,107-金属基垂直互连隔板的金属化层,108-垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构,110-陶瓷连接器,111-下金属封环,112-下金属盖板,113-下腔体,114-第三键合线,115-第四键合线,116-第五键合线,117-封装基板,118-外部引脚,119-金属屏蔽层,120-绝缘介质,128-芯片。
具体的,上金属封环102连接金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101上表面边缘处,上金属盖板103盖住上金属封环102,金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101、上金属封环102和上金属盖板103封闭形成上腔体104。金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101下表面边沿设有陶瓷连接器110,下金属封环111连接陶瓷连接器110,下金属盖板112盖住下金属封环111,下金属封环111和陶瓷连接器110的连接关系满足:金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101、下金属封环111、陶瓷连接器110和下金属盖板112封闭形成下腔体113,上腔体104和下腔体113间信号屏蔽。在本实施例中,上金属盖板103、下金属盖板112和上金属封环102、下金属封环111之间为可拆卸连接,封装结构电路层上的器件需拆换时,仅需将上金属盖板103、下金属盖板112拆下即可,上金属封环102和下金属封环111将金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101和陶瓷连接器110固定住。
金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101上表面上设置金属基垂直互连隔板的金属化层107;金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101上下表面分别设置封装基板117;封装基板117与芯片128可以为相同性质的电路层,例如都为数模电路层,也可以为不同性质的电路层,例如数模电路层和微波电路层(数模电路层是相对于微波电路层而言的,通常用于系统控制或处理、存储的电路层,但并不限制于此,也可以替换为其他层,同样不会与微波电路层相互干扰)。相应的,承载微波电路层相关器件的封装基板117由适用于设置微波电路的基材制成,例如高频电路板材,例如为陶瓷或AlN(氮化铝)等,优选为LTCC(低温共烧陶瓷)。承载数模电路层相关器件的封装基板117由适用于设置数模电路的基材制成,例如为FR4(树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格)等级材料、Rogers材料(罗杰斯公司的线路板材)或BT树脂(双马来酰亚胺三嗪树脂)等。
图2中,垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108一体化集成在隔板101靠近边缘处。陶瓷连接器110由其金属地端连接到金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101下表面边缘处,陶瓷连接器110的金属图形端的一侧部与外部引脚118相连、另一侧部用来和垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108相连,陶瓷连接器110实现封装结构内部与外部电路的通信。在图2中,示出两个垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108,其中一个垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108的上端部通过第一键合线105与金属基垂直互连隔板的金属化层107电连接、下端部通过第二键合线106与封装基板117连接,另外一个垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108的上端部通过第三键合线114与金属基垂直互连隔板的金属化层107连接、下端部通过第四键合线115、第五键合线116与陶瓷连接器110的金属图形端的与外部引脚118相连一侧部相对的另一侧部连接。结合图1和图2,垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108的数目并不限制于两个,其可以是多个的,在一个实施例中,通过第一键合线105、第二键合线106将垂直互连隔板101中至少一带屏蔽的同轴垂直互连结构108分别和金属基垂直互连隔板的金属化层107、封装基板117连接,通过第三键合线114、第四键合线115将垂直互连隔板101含至少两个带屏蔽的同轴垂直互连结构108分别和金属基垂直互连隔板的金属化层107、陶瓷连接器110的金属图形端连接,在此所描述的第一键合线105、第二键合线106、第三键合线114、第四键合线115可以并不具体指一根线,而是指一类线,例如第一键合线105是用来连接垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108和金属基垂直互连隔板的金属化层107的一类线。通过垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108和键合线实现了封装结构内部金属基垂直互连隔板的金属化层107和封装基板117的通信,各自腔体内的信号是互不干扰的。
由于微波电路功耗大、抗干扰能力弱、信号传输通道与数模信号通道不兼容等因素,难以与数模电路混合集成,目前的微电子封装技术通常仅实现数字电路、模拟电路、无源器件、传感器等的集成。而本发明通过金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板实现上下腔体的相互独立,信号互不干扰,并且通过垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108、陶瓷连接器110实现上下腔体与外部电路的数字、模拟和微波信号的可靠传输,大大提高了系统的集成度,解决了微波电路与数模电路集成中的电磁不兼容问题。
参看图3a-3d,在垂直互连隔板101的靠近边缘处使用深紫外激光加工设备制作双环形腔体109;在双环形腔体109内部填充第一绝缘介质和第二绝缘介质,该第一绝缘介质和第二绝缘介质为玻璃绝缘介质,并高温烧制成形后,使用减薄抛光设备分别对垂直互连隔板101表面进行减薄抛光至信号传输金属通柱121露出垂直互连隔板101表面;在垂直互连隔板101上下表面使用薄膜沉积设备和图形电镀设备进行金属化层107制备,以完成金属基带屏蔽结构的且设有带屏蔽的同轴垂直互连结构的垂直互连隔板101。
参看图4,作为优选,所述垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构108包括自轴心向外依次同轴设置的信号传输金属通柱121、绝缘介质120和金属屏蔽层119,绝缘介质120的材料例如为玻璃、聚乙烯等,信号传输金属通柱121、金属屏蔽层119与垂直互连隔板101材料相同,例如AlSi(铝硅)、Al-SiC(铝碳化硅)、WCu(钨铜)或MoCu(钼铜)等金属材料。更佳的,考虑到微波电路层和数模电路层的通信,如差分高速数据信号、中频信号,这些信号需要特殊的传输通道来减小信号的发射和衰减,且这些信号对干扰信号十分敏感,因此对信号通道之间的隔离度要求很高,将垂直互连隔板101中带屏蔽的同轴垂直互连结构构108造为均匀传输线结构,配置50欧姆或70欧姆的恒定阻抗,电磁波以TEM(横向电磁场)波的形式在同轴结构中传播,信号反射和损耗极小,由于各垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构108将各自的信号封闭在金属屏蔽层119和信号传输金属通柱121之间,各通道信号彼此无干扰,同轴线具有非常宽的带宽,适用于各个频率的数字、模拟和微波信号。
参看图5,在一个实施例中,所述陶瓷连接器110为T型陶瓷连接器,所述的T型为陶瓷连接器的截面形状,其T字横部的上表面为金属地平面122、下表面为表层金属图形平面125、上下表面间设有绝缘固定件124,绝缘固定件124例如可以采用多层陶瓷烧结而成,T型陶瓷连接器T字竖部为一绝缘凸部123,绝缘凸部123例如可以采用陶瓷制成,所述金属地平面122端紧贴金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101下表面连接,表层金属图形平面125端一侧连接外部引脚118、另一侧连接第四键合线115,绝缘凸部123端部连接下金属封环111。T型陶瓷连接器横部顶端和竖部底端提供了金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101和下金属封环111的固定安装面,绝缘固定件124将下金属封环111与表层金属图形平面125进行绝缘隔离,避免短路风险。
参看图6和图7,T型陶瓷连接器110能同时传输数字、模拟微波信号,为避免反射、干扰、衰减等非理想因素,这些信号的传输通道需为共面波导传输线结构,但由于数字信号引脚数较多,封装外形尺寸较小,数字信号的引脚间距极小,不适合采用共面波导的传输结构,本实施例的T型陶瓷连接器可提供共面波导和微带线两种均匀传输线结构,金属地平面122为微带线结构的参考地平面,中间的绝缘凸部123作为微带线的支撑和传输介质,表层金属图形平面125为共面波导金属图形126和微带线金属图形127共面并存的平面。图6为一共面波导金属图形,其四角为金属地面G,中间十字架的竖条为绝缘凸部123,横条的中间为信号面S。图7为一微带线金属图形,中间十字架的竖条为绝缘凸部123,与绝缘凸部123垂直的间隔排布的为多条信号面S,微带线的金属底面为T型陶瓷连接器的T字横部上表面。图中仅示出了一部分的共面波导金属图形126和微带线金属图形127,封装结构可以根据需要将图形延伸,或者分布更多的共面波导金属图形126和微带线金属图形127。
金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101采用与上下封装基板热膨胀系数相匹配的、且具有高强度的材料,此外,为了微波电路层较好地散热,中间屏蔽隔板101采用高导热材料,优选的,所述金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板101的基材为AlSi(铝硅)、Al-SiC(铝碳化硅)、WCu(钨铜)或MoCu(钼铜)等金属材料。
图8示出了本发明一个实施例的系统封装结构的封装方法,包括:
S10:提供一金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板,在所述隔板的靠近边缘处使用深紫外激光加工设备制作双环形腔体;在腔体内部填充玻璃绝缘介质,并高温烧制成形后,使用减薄抛光设备分别对垂直互连隔板表面进行加工,减薄抛光至信号传输金属通柱露出隔板表面;在隔板上下表面使用薄膜沉积设备和图形电镀设备进行金属化层制备,至此完成金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板制作;
S20:提供一T型陶瓷连接器,所述连接器采用厚膜多层烧制工艺(如HTCC(高温共烧陶瓷)、LTCC(低温共烧陶瓷))成型,内部使用金属化孔和金属导体连接T型横部的上下表层金属图形平面及T字竖部的下表面金属图形平面,其中T型竖部为多层陶瓷介质,形成具有特定互连关系的多层陶瓷体;
S30:将陶瓷连接器的金属地端连接至金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板下表面边缘处,将该陶瓷连接器的金属图形端的外侧部和外部引脚相连;
S40:在所述金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板上表面边缘处设置上金属封环,在所述陶瓷连接器上设置下金属封环;
S50:使用高温钎焊工艺,将T型陶瓷连接器、垂直互连隔板、上下金属封环进行一体化焊接,构成上下双面的腔体;
S60:在所述上腔体内,使用低温钎焊工艺或粘接工艺安装上封装基板和芯片;
S70:在所述下腔体内,使用低温钎焊工艺或粘接工艺安装下封装基板和芯片;
S80:将垂直互连隔板中至少一个带屏蔽的同轴垂直互连结构通过第一键合线、第二键合线分别与上封装基板连接,将垂直互连隔板中至少一个带屏蔽的同轴垂直互连结构通过第三键合线、第四键合线和第五键合线分别和下封装基板、陶瓷连接器的金属图形端的内侧部连接;
S90:使用激光焊接工艺或平行封焊工艺,在上金属封环上设一上金属盖板以形成封闭的上腔体,在下金属封环上设一下金属盖板以形成封闭的下腔体,最终构成一种具有气密性和高散热能力的陶瓷与金属混合封装体。
图8方法所形成的封装结构如图2所示,更多细节参见前述的系统级封装结构部分的描述,在此不再赘述。
本发明通过金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板将上下两个腔体进行信号屏蔽,通过垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构实现上下两层电路板的内连接,结合垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构和陶瓷连接器实现内部电路板与外部引脚的外连接,从而实现了内部上下腔体的电路通信,且相互之间信号不干扰,以及封装结构内部与外部的自由通信,该封装结构集成度高,利于系统集成。
此外,上下两层电路中,其中一层设置为微波电路层,另一层设置为数模电路层,由于两个腔体由金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板屏蔽,因而微波电路层和数模电路层的电磁信号互不干扰,也就可以实现系统的通信、控制和存储一体化封装。
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种系统级封装结构,其特征在于,包括:
金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板;
陶瓷连接器,其金属地端连接垂直互连隔板下表面边缘处,其金属图形端与外部引脚相连;
连接在所述垂直互连隔板上表面边缘处的上金属封环,连接所述陶瓷连接器的下金属封环;
设在所述垂直互连隔板的靠近边缘端含至少两个带屏蔽的一体化同轴垂直互连结构;
设在垂直互连隔板上表面金属化层的上封装基板,设在垂直互连隔板下表面金属化层的下封装基板,上封装基板设有至少两个以上芯片,下封装基板设有至少两个以上芯片;
将垂直互连隔板中至少一同轴垂直互连结构分别与上封装基板连接的第一键合线、第二键合线;
将垂直互连隔板中至少一同轴垂直互连结构分别与下封装基板、陶瓷连接器的金属图形端连接的第三键合线、第四键合线、第五键合线;以及
连接上金属封环的上金属盖板,连接下金属封环的下金属盖板。
2.如权利要求1所述的系统级封装结构,其特征在于,所述金属基垂直互连隔板的上封装基板与该基板上的芯片构成微波电路层、所述下封装基板与该基板上的芯片构成数模电路层;或者,所述金属基垂直互连隔板金属化层的下封装基板与该基板上的芯片构成数模电路层、所述下封装基板与该基板上的芯片构成微波电路层。
3.如权利要求1所述的系统级封装结构,其特征在于,所述陶瓷连接器为T型陶瓷连接器,其T字横部的上表面为金属地平面、下表面为表层金属图形平面、上下表面间设有绝缘陶瓷介质层,其T字竖部为多层陶瓷介质构成的绝缘凸部,所述金属地平面端紧贴金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板下表面连接,表层金属图形平面端一侧连接外部引脚、另一侧连接第四键合线和第五键合线,绝缘凸部端部连接下金属封环。
4.如权利要求3所述的系统级封装结构,其特征在于,所述表层金属图形平面为共面波导金属图形和微带线金属图形共面并存的平面。
5.如权利要求3所述的系统级封装结构,其特征在于,所述绝缘固定件和绝缘凸部的基材均为陶瓷基材。
6.如权利要求1所述的系统级封装结构,其特征在于,所述垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构包括自轴心向外依次同轴设置的信号传输金属通柱、第一绝缘介质、金属屏蔽层和第二绝缘介质。
7.如权利要求1所述的系统级封装结构,其特征在于,所述垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构为均匀传输线结构,配置50欧姆或70欧姆的恒定阻抗。
8.一种系统级封装结构的封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板,在所述垂直互连隔板的靠近边缘处使用深紫外激光加工设备制作双环形腔体;在腔体内部填充第一绝缘介质和第二绝缘介质,并高温烧制成形后,使用减薄抛光设备对垂直互连隔板表面进行减薄抛光至信号传输金属通柱露出垂直互连隔板表面;在垂直互连隔板上下表面使用薄膜沉积设备和图形电镀设备进行金属化层制备,以完成金属基带屏蔽结构的且设有带屏蔽的同轴垂直互连结构的垂直互连隔板;
提供一T型陶瓷连接器,所述陶瓷连接器采用厚膜多层烧制工艺成型,内部使用金属化孔和金属导体连接T型横部的上下表层金属图形平面及T字竖部的下表面金属图形平面,其中T型竖部为多层陶瓷介质,形成具有特定互连关系的多层陶瓷体;将陶瓷连接器的金属地端连接至垂直互连隔板下表面边缘处,将该陶瓷连接器的金属图形端的外侧部和外部引脚相连;
在所述金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板上表面边缘处设置上金属封环,在所述陶瓷连接器上设置下金属封环;
使用高温钎焊工艺,将陶瓷连接器、垂直互连隔板、上下金属封环进行一体化焊接,构成上下双面的腔体;
在所述上腔体内,使用低温钎焊工艺或粘接工艺安装上封装基板和至少两个芯片;
在所述下腔体内,使用低温钎焊工艺或粘接工艺安装下封装基板和至少两个芯片;
将垂直互连隔板中至少一个带屏蔽的同轴垂直互连结构通过第一键合线、第二键合线分别与上封装基板连接,将垂直互连隔板中至少一个带屏蔽的同轴垂直互连结构通过第三键合线、第四键合线和第五键合线分别和下封装基板、陶瓷连接器的金属图形端的内侧部连接;
使用激光焊接工艺或平行封焊工艺,在上金属封环上设一上金属盖板以形成封闭的上腔体,在下金属封环上设一下金属盖板以形成封闭的下腔体,以形成陶瓷与金属混合的系统级封装结构。
Priority Applications (1)
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