CN111130489A - 芯片封装模块及封装方法及具有该模块的电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片封装模块及封装方法，封装模块包括：多个芯片，所述多个芯片包括至少一个滤波芯片，所述多个芯片具有在封装模块的厚度方向上的第一表面与第二表面；侧部封装结构，所述侧部封装结构为同层彼此相连的多个框架结构，所述侧部封装结构具有在封装模块的厚度方向上的第一端面与第二端面，每一个框架结构在对应一个芯片的周向方向上包绕且封装该芯片；以及芯片焊接结构，设置于对应芯片的第二表面，其中：所述多个芯片的第二表面齐平且所述侧部封装结构的第二端面与多个芯片的第二表面齐平。本发明还公开了一种具有该芯片封装模块的电子装置。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种芯片封装模块，一种芯片封装方法，以及一种具有芯片封装模块的电子装置。
背景技术
电子器件作为电子设备的基本元素，已经被广泛应用，其应用范围包括移动电话、汽车、家电设备等。此外，未来即将改变世界的人工智能、物联网、5G通讯等技术仍然需要依靠电子器件作为基础。
薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator，简称FBAR，又称为体声波谐振器，也称BAW)作为压电器件的重要成员正在通信领域发挥着重要作用，特别是FBAR滤波器在射频滤波器领域市场占有份额越来越大，FBAR具有尺寸小、谐振频率高、品质因数高、功率容量大、滚降效应好等优良特性，其滤波器正在逐步取代传统的声表面波(SAW)滤波器和陶瓷滤波器，在无线通信射频领域发挥巨大作用，其高灵敏度的优势也能应用到生物、物理、医学等传感领域。
近年来随着无线移动通讯技术的快速发展，无线通讯设备逐渐向着便携式、多功能、高性能、低成本方向发展，促使电子元器件也朝着小型化、高集成、高可靠性、高良率的方向发展，射频滤波器也不例外。
现有的芯片封装结构是将多个芯片焊接连接到PCB板上之后，再将多个芯片整体封装到PCB板上。在该封装结构中，在集成芯片的时候，需要将每个芯片例如FBAR芯片都焊接到PCB板上，焊接完成后再进行封装，步骤较多，工艺繁琐。
发明内容
为解决或缓解现有技术中的存在的技术问题的至少一个方面，提出本发明。
为了适应小型化的发展趋势，解决相同功能或不同功能(双工，四工，六工等)的任意类型滤波芯片任意数量的自由集成问题，本发明将现有多个滤波芯片模块化，或者将滤波芯片与有源芯片模块化，以方便后续与其他器件进行集成，从而降低整体成本。
为实现上述目的之一，本发明提出如下技术方案：
根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种芯片封装模块，包括：
多个芯片，所述多个芯片包括至少一个滤波芯片，所述芯片具有在封装模块的厚度方向上的第一表面与第二表面；
侧部封装结构，所述侧部封装结构为同层彼此相连的多个框架结构，所述侧部封装结构具有在封装模块的厚度方向上的第一端面与第二端面，每一个框架结构在对应一个芯片的周向方向上包绕且封装该芯片；以及
芯片焊接结构，设置于对应芯片的第二表面，
其中：
所述多个芯片的第二表面齐平且所述侧部封装结构的第二端面与多个芯片的第二表面齐平。
可选的，所述多个框架结构在一个方向上彼此相连，或者所述多个框架结构呈阵列排布。
可选的，所述侧部封装结构的第一端面与所述多个芯片的第一表面齐平。
可选的，覆盖和封装所述多个芯片的第一表面以及所述侧部封装结构的第一端面。
可选的，所述顶部封装结构与所述侧部封装结构为由相同封装材料形成的一体封装结构。
可选的，所述顶部封装结构与所述侧部封装结构的封装材料不同。
可选的，所述顶部封装结构的顶面为平面；且所述多个芯片中至少两个芯片的第一表面处于不同的高度位置。
可选的，所述滤波芯片为FBAR芯片或SAW芯片或BAW芯片。
可选的，所述多个芯片还包括有源芯片。
可选的，所述多个芯片包括至少两个滤波芯片，所述至少两个滤波芯片的滤波芯片为不同功能或不同类型的滤波芯片。
本发明的实施例还提出了一种芯片封装方法，包括步骤：
提供多个芯片，所述多个芯片包括至少一个滤波芯片，所述芯片具有在芯片的厚度方向上的第一表面与第二表面；
提供侧部封装结构，所述侧部封装结构为同层彼此相连的多个框架结构，所述侧部封装结构具有在封装模块的厚度方向上的第一端面与第二端面，每一个框架结构在对应一个芯片的周向方向上包绕且封装该芯片；
在芯片的第二表面设置芯片焊接结构，
其中：
所述多个芯片的第二表面齐平且在提供侧部封装结构的步骤中，使得所述侧部封装结构的第二端面与所述多个芯片的第二表面齐平。
可选的，在提供侧部封装结构的步骤中，使得所述侧部封装结构的第一端面与所述多个芯片的对应芯片的第一表面齐平。
可选的，所述方法还包括步骤：提供顶部封装结构，所述顶部封装结构覆盖和封装所述多个芯片的第一表面以及所述侧部框架结构的第一端面。
本发明的实施例也涉及一种电子装置，包括上述的芯片封装模块。
附图说明
以下描述与附图可以更好地帮助理解本发明所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：
图1A为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的示意性俯视图；
图1B为沿图1A中的B-B线截得的示意性截面图，其中示例性示出了侧部封装结构；
图1C为沿图1A中的B-B线截得的示意性截面图，其中示例性示出了侧部封装结构；
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示出了顶部封装结构与侧部封装结构；
图2B为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示例性示出了顶部封装结构与侧部封装结构；
图2C为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示例性示出了顶部封装结构与侧部封装结构；
图2D为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示例性示出了顶部封装结构与侧部封装结构；
图3A为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示出了滤波芯片与有源芯片的集成；
图3B为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示出了滤波芯片与有源芯片的集成。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
图1A为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的示意性俯视图，图1B为沿图1A中的B-B线截得的示意性截面图，其中示出了侧部封装结构。
在图1A所示的实施例中，示出了4个滤波芯片，但是如能够理解的，本发明不限于此，滤波芯片还可以是其他数量，而且滤波芯片的排布也可以是其他形式。
在图1A和1B中，芯片封装模块包括多个芯片，至少一个芯片为滤波芯片，如图1B所示，其包括：
第一衬底11，具有在第一衬底11的厚度方向上的上侧面(在图1B中为上表面)与下侧面(在图1B中为下表面)，第一衬底11的上侧面为滤波芯片的第一表面；
第二衬底13，具有在第二衬底13的厚度方向上的上侧面(即面对空腔的侧面)与下侧面，第二衬底13的上侧面与第一衬底的下侧面对置；第二衬底的下侧面为滤波芯片的第二表面；和
间隔层12，设置在第一衬底11的下侧面与第二衬底13的上侧面之间，以在两个衬底之间形成空腔；和
滤波器件(未示出)，设置在所述空腔内的第一衬底的下侧面或第二衬底的上侧面上。
以上给出了滤波芯片的示例。滤波芯片可以是FBAR芯片，SAW芯片或者BAW芯片。
间隔层12的材料可以为金属也可以为非金属,如环氧树脂或者聚酰亚胺等。第二衬底13与第一衬底11以及间隔层12一起用于形成声波滤波器特有空气腔所需结构。第一衬底11和第二衬底13的材质可以为Si，玻璃，高分子材料，铌酸锂，钽酸锂，砷化镓，蓝宝石，碳化硅或者其他有机无机材质片。
如图1B所示，芯片封装模块还包括芯片焊接结构14，如UBM，焊球，铜柱等；侧部封装结构16，其作为芯片间的粘接层及外围保护层，其材料可为环氧树脂或者聚酰亚胺等。
此外，如图1B所示，侧部封装结构的第二端面(在图1B中为下端面)与芯片的第二表面齐平。这里的第二端面与第二表面齐平，包括了两个面对齐或者处于同一水平面上(在封装模块水平放置的情况下)，也包括了侧部封装结构的第二端面在第二衬底13的高度方向上处于第二衬底的上下两侧之间的情况。
如图1B所示，可选的，侧部封装结构的第一端面(在图1B中为上端面)与芯片的第一表面齐平。这里的第一端面与第一表面齐平，包括了两个面对齐或者处于同一水平面上(在封装模块水平放置的情况下)，也包括了侧部封装结构的第一端面在第二衬底13的高度方向上处于第二衬底的上下两侧之间的情况。
在图1B中，第一衬底11、第二衬底13以及间隔层12和设置于空腔中的滤波器件构成芯片。
如此，本发明提出了一种芯片封装模块的新结构与新方法，即在封装时不需要再将多个芯片一一焊接到例如PCB板的线路板上再进行封装，而是可以将多个芯片独立于PCB板等线路板封装成单个芯片模块，之后，用户可以基于需要自行将单个芯片模块焊接到线路板上。
图2A为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示出了顶部封装结构17与侧部封装结构16。图2A与图1B中所示不同的是增加了顶部封装结构。顶部封装结构17可以与侧部封装结构16采用不相同的材料，如图2A所示，从而顶部封装结构与侧部封装结构可以分两步形成。
图2B为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示出了顶部封装结构与侧部封装结构。图2B与图2A的不同在于在图2B中，顶部封装结构17可以与侧部封装结构16采用相同的材料，从而顶部封装结构17可以与侧部封装结构16一体形成。
采用顶部封装结构有利于获得更好的封装效果。
在以上的实施例中，多个芯片的第一表面处于同一高度，但是，本发明不限于此。例如参见附图1C，2C和2D，可以看到，多个芯片的第一表面可以不齐平，但是顶部封装结构的顶面是平面。
图3A为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示出了滤波芯片与有源芯片18的集成，有源芯片可以是LNA、PA或者开关等。
图3B为根据本发明的一个示例性实施例的芯片封装模块的截面示意图(类似于沿图1A的B-B向)，其中示出了滤波芯片与有源芯片18的集成，图3B与图3A的不同在于设置了顶部封装结构。
基于以上，本发明提出了如下技术方案：
1、一种芯片封装模块，包括：
多个芯片，所述多个芯片包括至少一个滤波芯片，所述芯片具有在封装模块的厚度方向上的第一表面与第二表面；
侧部封装结构，所述侧部封装结构为同层彼此相连的多个框架结构，所述侧部封装结构具有在封装模块的厚度方向上的第一端面与第二端面，每一个框架结构在对应一个芯片的周向方向上包绕且封装该芯片；以及
芯片焊接结构，设置于对应芯片的第二表面，
其中：
所述多个芯片的第二表面齐平且所述侧部封装结构的第二端面与多个芯片的第二表面齐平。
2、一种芯片封装方法，包括：
提供多个芯片，所述多个芯片包括至少一个滤波芯片，所述芯片具有在芯片的厚度方向上的第一表面与第二表面；
提供侧部封装结构，所述侧部封装结构为同层彼此相连的多个框架结构，所述侧部封装结构具有在封装模块的厚度方向上的第一端面与第二端面，每一个框架结构在对应一个芯片的周向方向上包绕且封装该芯片；
在芯片的第二表面设置芯片焊接结构，
其中：
所述多个芯片的第二表面齐平且在提供侧部封装结构的步骤中，使得所述侧部封装结构的第二端面与所述多个芯片的第二表面齐平。
3、一种电子装置，包括根据1的芯片封装模块。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种芯片封装模块，包括：
多个芯片，所述多个芯片包括至少一个滤波芯片，所述芯片具有在封装模块的厚度方向上的第一表面与第二表面；
侧部封装结构，所述侧部封装结构为同层彼此相连的多个框架结构，所述侧部封装结构具有在封装模块的厚度方向上的第一端面与第二端面，每一个框架结构在对应一个芯片的周向方向上包绕且封装该芯片；以及
芯片焊接结构，设置于对应芯片的第二表面，
其中：
所述多个芯片的第二表面齐平且所述侧部封装结构的第二端面与多个芯片的第二表面齐平。
2.根据权利要求1所述的封装模块，其中：
所述多个框架结构在一个方向上彼此相连，或者所述多个框架结构呈阵列排布。
3.根据权利要求1所述的封装模块，其中：
所述侧部封装结构的第一端面与所述多个芯片的对应芯片的第一表面齐平。
4.根据权利要求1所述的封装模块，还包括：
顶部封装结构，覆盖和封装所述多个芯片的第一表面以及所述侧部封装结构的第一端面。
5.根据权利要求4所述的封装模块，其中：
所述顶部封装结构与所述侧部封装结构为由相同封装材料形成的一体封装结构。
6.根据权利要求4所述的封装模块，其中：
所述顶部封装结构与所述侧部封装结构的封装材料不同。
7.根据权利要求4所述的封装模块，其中：
所述顶部封装结构的顶面为平面；且
所述多个芯片中至少两个芯片的第一表面处于不同的高度位置。
8.根据权利要求1所述的封装模块，其中：
所述滤波芯片为FBAR芯片或SAW芯片或BAW芯片。
9.根据权利要求1所述的封装模块，其中：
所述多个芯片还包括有源芯片。
10.根据权利要求1所述的封装模块，其中：
所述多个芯片包括至少两个滤波芯片，所述至少两个滤波芯片的滤波芯片为不同功能或不同类型的滤波芯片。
11.一种芯片封装方法，包括：
提供多个芯片，所述多个芯片包括至少一个滤波芯片，所述芯片具有在芯片的厚度方向上的第一表面与第二表面；
提供侧部封装结构，所述侧部封装结构为同层彼此相连的多个框架结构，所述侧部封装结构具有在封装模块的厚度方向上的第一端面与第二端面，每一个框架结构在对应一个芯片的周向方向上包绕且封装该芯片；
在芯片的第二表面设置芯片焊接结构，
其中：
所述多个芯片的第二表面齐平且在提供侧部封装结构的步骤中，使得所述侧部封装结构的第二端面与所述多个芯片的第二表面齐平。
12.根据权利要求11所述的方法，其中：
在提供侧部封装结构的步骤中，使得所述侧部封装结构的第一端面与所述多个芯片的第一表面齐平。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括步骤：
提供顶部封装结构，所述顶部封装结构覆盖和封装所述多个芯片的第一表面以及所述侧部框架结构的第一端面。
14.一种电子装置，包括根据权利要求1-10中任一项所述的芯片封装模块。
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2019
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