CN112599499A - 天线封装结构及封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种天线封装结构及封装方法，包括：芯片；至少一个天线层，其中至少一个天线层与所述芯片电连接；至少一个玻璃传输封装层，被布置在天线层之间，和/或被布置在所述芯片与天线层之间；其中至少一个玻璃传输封装层中具有互连结构，以使天线层与所述芯片电连接。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路封装技术领域，特别涉及一种天线封装结构及封装方法。
背景技术
由于科技的进步，发展出各种高科技的电子产品以便利人们的生活，其中包括各种电子装置，如：笔记型计算机、手机、平板电脑(PAD)等。随着这些高科技电子产品的普及以及人们需求的增加，除了这些高科技产品内所配置的各项功能与应用大幅度增加外，特别是为了配合人们移动的需求而增加了无线通讯的功能。于是，人们可以通过这些具有无线通讯功能的高科技电子装置于任何地点或是任何时刻使用这些高科技电子产品。从而大幅度的增加了这些高科技电子产品使用的灵活性与便利性，因此，人们再也不必被局限在一个固定的区域内，打破了使用范围的疆界，使得这些电子产品的应用真正地便利人们的生活。
一般来说，现有的天线结构通常包括偶极天线(Dipole Antenna)、单极天线(Monopole Antenna)、平板天线(Patch Antenna)、倒F形天线(Planar Inverted-FAntenna)、曲折形天线(Meander Line Antenna)、倒置L形天线(Inverted-L Antenna)、循环天线(Loop Antenna)、螺旋天线(Spiral Antenna)以及弹簧天线(Spring Antenna)等。
一般，天线传送和接收信号需要经过多个功能晶片模块去组合而成，传统的做法是将各个模块晶片组装在PCB板上，以二维平面方式，这种封装方式的传输线号线路长，效能差功率消耗高，且封装体积较大，现有技术中出现了通过三维封装的方式有效缩短了封装天线结构中元件的信号传输线路，使封装天线的电连接性能及天线效能得到很大提高，减少了天线所占电路板的面积，合理布置封装结构提高了天线封装结构的整合性能以及天线效率，减少了天线封装结构的功耗。
但上述天线封装结构，由于是三维封装结构，塑封层、传输介质层加上天线层的厚度大大增加，如果不能有效的控制表面平整性、则会使得工艺过程中会产生比较大的翘曲，造成天线封装的电性能及可靠性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线封装结构及封装方法，以解决现有的三维封装结构电性能及可靠性较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种天线封装结构，包括：
芯片；
第一天线层，其中第一天线层与所述芯片电连接；
第一玻璃传输封装层，被布置在所述芯片与第一天线层之间，其中第一玻璃传输封装层中具有互连结构，以使天线层与所述芯片电连接。
可选的，在所述的天线封装结构中，还包括：
重新布线层，被布置在所述芯片与所述第一玻璃传输封装层之间，以使所述互连结构与所述芯片电连接；
焊盘、焊球或和焊点中的一个或多个，被配置为使重新布线层与芯片电连接，或将重新布线层的电性引出。
可选的，在所述的天线封装结构中，所述第一玻璃传输封装层中包括：
金属连接柱，金属连接柱的一端与天线层连接，另一端与所述重新布线层电连接；
玻璃介质，所述玻璃介质的一面通过通过粘结胶层粘贴在天线层，另一面与金属连接柱的另一端齐平并与重新布线层接触，所述金属连接柱处于所述玻璃介质的外侧；
所述芯片结合于所述重新布线层的第一面；
塑封结构，被配置为包覆所述金属连接柱和玻璃介质的侧面，所述具有互连结构的玻璃传输封装层的顶面显露所述金属连接柱。
可选的，在所述的天线封装结构中，还包括：采用电镀或化学镀的方法制作所述金属连接柱，所述金属连接柱的材料包括Au、Ag、Cu、Al中的一种，所述金属连接柱的径向宽度介于100微米-1000微米之间。
可选的，在所述的天线封装结构中，还包括：所述天线电路芯片与所述重新布线层的第一面之间还包括底部填充层，所述底部填充层的材料包括复合树脂材料；所述焊盘、焊球或和焊点包括锡焊料、银焊料及金锡合金焊料中的一种。
可选的，在所述的天线封装结构中，还包括：
第二玻璃传输封装层；
第二天线层；
其中第二玻璃传输封装层覆盖第一天线层，第二天线层覆盖二玻璃传输封装层。
可选的，在所述的天线封装结构中，还包括：所述芯片包括有源器件及无源器件中的一种或两种，其中，所述有源器件包括电源管理电路、发射电路及接收电路中的一种，所述无源器件包括电阻、电容及电感中的一种。
本发明还提供一种天线封装方法，所述封装方法包括步骤：
步骤一，于支撑基底上形成分离层；
步骤二，于所述分离层上形成天线层；
步骤三，于所述天线层上形成玻璃传输封装层；
多次重复步骤二至步骤三；
于最后一个玻璃传输封装层上固连芯片；
至少最后一个玻璃传输封装层中具有互连结构，以使所述天线层与所述芯片电连接；
去除支撑基底和分离层。
可选的，在所述的天线封装方法中，所述支撑基底包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种；所述分离层包括聚合物层，首先采用旋涂工艺将所述聚合物层的浆料涂覆于所述支撑基底表面，然后采用紫外固化或热固化工艺使其固化成型；
所述分离层包括光热转换层，基于所述分离层分离所述支撑基底的方式包括采用激光照射所述光热转换层，以使所述光热转换层与所述重新布线层及所述支撑基底分离，进而分离所述支撑基底。
可选的，在所述的天线封装方法中，在完成步骤二后，在天线层上形成介质层，在介质层上形成粘结胶层，在粘结胶层上完成步骤三；
形成最后一个玻璃传输封装层时，介质层上开孔，暴露部分天线层，在开孔上方形成金属连接柱，从而金属连接柱的一端与天线层连接，在介质层上未设置金属连接柱的位置通过粘结胶层粘贴玻璃介质，制作塑封结构，对塑封结构进行减薄研磨，露出金属连接柱的另一端及玻璃介质的表面，金属连接柱的另一端与玻璃介质的表面齐平。
在本发明提供的天线封装结构及封装方法中，通过至少一个玻璃传输封装层，被布置在天线层之间，和/或被布置在所述芯片与天线层之间，实现了使用玻璃作为天线传输介质层，通过玻璃具有较高的表面平整性、较低的介质损耗的优势，本发明的天线封装结构可以实现较薄的厚度，从而提高天线封装的电性能；另外，使用玻璃作为天线传输介质层，热膨胀系数较小，可以降低封装的翘曲；使用玻璃作为天线传输介质层，具有较好的耐腐蚀性和耐湿热性，提高天线封装的可靠性；另外，本发明通过其中至少一个玻璃传输封装层中具有互连结构，以使天线层与所述芯片电连接，实现了无需制作穿过玻璃通孔即可实现天线与走线层之间的互连，降低工艺难度。
本发明的天线封装结构及封装方法提高了天线封装的电气性能、耐腐蚀性、耐湿热性，降低封装翘曲；且无需制作穿过玻璃通孔，降低工艺难度。
附图说明
图1是本发明一实施例天线封装结构示意图；
图2是本发明一实施例天线封装方法形成第一天线层示意图；
图3是本发明一实施例天线封装方法形成第二天线层示意图；
图4是本发明一实施例天线封装方法形成互连结构示意图；
图5是本发明一实施例天线封装方法形成第二玻璃传输封装层示意图；
图6是本发明一实施例天线封装方法形成第二玻璃传输封装层示意图；
图7是本发明一实施例天线封装方法形成重新布线层示意图；
图8是本发明一实施例天线封装方法形成芯片示意图；
图9是本发明一实施例天线封装方法形成焊盘、焊球或焊点示意图；
图10是本发明一实施例天线封装方法去除工艺示意图；
图11是本发明一实施例天线封装结构剖面示意图；
图中所示：1-芯片；2-重新布线层；3-焊盘、焊球或和焊点；4-金属连接柱；5-塑封结构；6-底部填充层；7-第一玻璃传输封装层；8-第二玻璃传输封装层；9-第一天线层；10-第二天线层；11-第一介质层；12-第二介质层；13-第一粘结胶；14-第二粘结胶；15-玻璃介质；16-支撑基底；17-分离层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的天线封装结构及封装方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。
在现有技术中，已公开专利“CN109860156A天线封装结构及封装方法”中，使用塑封作为天线传输介质层及封装材料。由于塑封表面平整性较差、耐腐蚀性和耐湿热性一般、热膨胀系数较大，使得天线封装的电性能及可靠性较差，工艺过程中会产生比较大的翘曲。
本发明的核心思想在于提供一种天线封装结构及封装方法，以解决现有的三维封装结构电性能及可靠性较差的问题。
为实现上述思想，本发明提供了一种天线封装结构及封装方法，包括：芯片1；第一天线层9，其中第一天线层9与所述芯片1电连接；第一玻璃传输封装层7，被布置在所述芯片1与第一天线层9之间，其中第一玻璃传输封装层7中具有互连结构，以使天线层与所述芯片1电连接。
进一步的，在所述的天线封装结构中，还包括：重新布线层2，被布置在所述芯片1与所述第一玻璃传输封装层7之间，以使所述互连结构与所述芯片1电连接；焊盘、焊球或和焊点3中的一个或多个，被配置为使重新布线层2与芯片1电连接，或将重新布线层2的电性引出。
具体的，在所述的天线封装结构中，所述第一玻璃传输封装层7中包括：金属连接柱4，金属连接柱4的一端与天线层连接，另一端与所述重新布线层2电连接；玻璃介质，所述玻璃介质的一面通过粘结胶层粘贴在天线层，另一面与金属连接柱4的另一端齐平并与重新布线层2接触，所述金属连接柱4处于所述玻璃介质的外侧；所述芯片1结合于所述重新布线层2的第一面；塑封结构5，被配置为包覆所述金属连接柱4和玻璃介质的侧面，所述具有互连结构的玻璃传输封装层的顶面显露所述金属连接柱4。
另外，在所述的天线封装结构中，还包括：采用电镀或化学镀的方法制作所述金属连接柱4，所述金属连接柱4的材料包括Au、Ag、Cu、Al中的一种，所述金属连接柱4的径向宽度介于100微米-1000微米之间。
进一步的，在所述的天线封装结构中，还包括：所述天线电路芯片1与所述重新布线层2的第一面之间还包括底部填充层6，所述底部填充层6的材料包括复合树脂材料；所述焊盘、焊球或和焊点3包括锡焊料、银焊料及金锡合金焊料中的一种。
具体的，在所述的天线封装结构中，还包括：第二玻璃传输封装层8；第二天线层10；其中第二玻璃传输封装层8覆盖第一天线层9，第二天线层10覆盖二玻璃传输封装层。
另外，在所述的天线封装结构中，还包括：所述芯片1包括有源器件及无源器件中的一种或两种，其中，所述有源器件包括电源管理电路、发射电路及接收电路中的一种，所述无源器件包括电阻、电容及电感中的一种。
本发明还提供一种天线封装方法，所述封装方法包括步骤：步骤一，于支撑基底上形成分离层；步骤二，于所述分离层上形成天线层；步骤三，于所述天线层上形成玻璃传输封装层；多次重复步骤二至步骤三；于最后一个玻璃传输封装层上固连芯片1；至少最后一个玻璃传输封装层中具有互连结构，以使所述天线层与所述芯片1电连接；去除支撑基底和分离层。
具体的，在所述的天线封装方法中，所述支撑基底包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种；所述分离层包括聚合物层，首先采用旋涂工艺将所述聚合物层的浆料涂覆于所述支撑基底表面，然后采用紫外固化或热固化工艺使其固化成型；所述分离层包括光热转换层，基于所述分离层分离所述支撑基底的方式包括采用激光照射所述光热转换层，以使所述光热转换层与所述重新布线层2及所述支撑基底分离，进而分离所述支撑基底。
具体的，在所述的天线封装方法中，在完成步骤二后，在天线层上形成介质层，在介质层上形成粘结胶层，在粘结胶层上完成步骤三；形成最后一个玻璃传输封装层时，介质层上开孔，暴露部分天线层，在开孔上方形成金属连接柱4，从而金属连接柱4的一端与天线层连接，在介质层上未设置金属连接柱4的位置通过粘结胶层粘贴玻璃介质，制作塑封结构5，对塑封结构5进行减薄研磨，露出金属连接柱4的另一端及玻璃介质的表面，金属连接柱4的另一端与玻璃介质的表面齐平。
本实施例提供一种天线封装结构，如图1所示，包括：芯片1，可以向天线提供信号和/或从天线接收信号；至少一个天线层，其中至少一个天线层与所述芯片1电连接；至少一个玻璃传输封装层，被布置在天线层之间，和/或被布置在所述芯片1与天线层之间；其中至少一个玻璃传输封装层中具有互连结构，以使天线层与所述芯片1电连接。
具体的，在所述的天线封装结构中，还包括：重新布线层2，被布置在所述芯片1与所述玻璃传输封装层之间，以使所述互连结构与所述芯片1电连接；焊盘、焊球或和焊点3中的一个或多个，被配置为使重新布线层2与芯片1电连接，或将重新布线层2的电性引出。在所述的天线封装结构中，所述具有互连结构的玻璃传输封装层中包括：金属连接柱4，形成于所述重新布线层2的第二面上并与所述重新布线层2电连接；所述芯片1结合于所述重新布线层2的第一面；塑封结构5，被配置为包覆所述金属连接柱4，所述具有互连结构的玻璃传输封装层的顶面显露所述金属连接柱4。采用电镀或化学镀的方法制作所述金属连接柱4，所述金属连接柱4的材料包括Au、Ag、Cu、Al中的一种，所述金属连接柱4的径向宽度介于100微米-1000微米之间。
进一步的，在所述的天线封装结构中，所述天线电路芯片1与所述重新布线层2的第一面之间还包括底部填充层6，所述底部填充层6的材料包括复合树脂材料；所述焊盘、焊球或和焊点3包括锡焊料、银焊料及金锡合金焊料中的一种。在所述的天线封装结构中，所述玻璃传输封装层至少包括第一玻璃传输封装层7及第二玻璃传输封装层8；所述天线层至少包括第一天线层9与第二天线层10；第二玻璃传输封装层8覆盖重新布线层2，第二介质层12覆盖第二玻璃传输封装层8，第二天线层10覆盖第二介质层12；第一玻璃传输封装层7覆盖第二天线层10，第一介质层11覆盖第一玻璃传输封装层7，第一天线层9覆盖第一介质层11；所述第二玻璃传输封装层8具有互连结构。
在本发明的一个实施例中，在所述的天线封装结构中，所述芯片1包括有源器件及无源器件中的一种或两种，其中，所述有源器件包括电源管理电路、发射电路及接收电路中的一种，所述无源器件包括电阻、电容及电感中的一种。
本实施例还提供一种天线封装方法，如图2～10所示，所述封装方法包括步骤：步骤一，于支撑基底16上形成分离层(也可以称为临时键合层)17；步骤二，于所述分离层17上形成天线层；步骤三，于所述天线层上形成玻璃传输封装层；多次重复步骤二至步骤三；于最后一个玻璃传输封装层上固连芯片1；至少最后一个玻璃传输封装层中具有互连结构，以使所述天线层与所述芯片1电连接；去除支撑基底16和分离层17。
在本发明的一个实施例中，在所述的天线封装方法中，所述支撑基底16包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种；所述分离层17包括聚合物层，首先采用旋涂工艺将所述聚合物层的浆料涂覆于所述支撑基底16表面，然后采用紫外固化或热固化工艺使其固化成型；所述分离层17包括光热转换层，基于所述分离层17分离所述支撑基底的方式包括采用激光照射所述光热转换层，以使所述光热转换层与所述重新布线层2及所述支撑基底分离，进而分离所述支撑基底。在本发明的其他实施例中，取决于分离层17所选用的材料特性，可以通过加热、机械、化学、激光、冷冻等方式使分离层17从支撑基底分开。
在本发明的一个实施例中，在所述的天线封装方法中，在完成步骤二后，在天线层上形成介质层，在介质层上形成粘结胶层，在粘结胶层上完成步骤三；形成最后一个玻璃传输封装层时，形成金属连接柱4，放置玻璃介质15，形成塑封结构5，将塑封结构5减薄研磨，直至同时暴露出金属连接柱4与玻璃介质15。
在本发明提供的天线封装结构及封装方法中，通过至少一个玻璃传输封装层，被布置在天线层之间，和/或被布置在所述芯片1与天线层之间，实现了使用玻璃作为天线传输介质层，通过玻璃具有较高的表面平整性、较低的介质损耗的优势，本发明的天线封装结构可以实现较薄的厚度，从而提高天线封装的电性能；另外，使用玻璃作为天线传输介质层，热膨胀系数较小，可以降低封装的翘曲；使用玻璃作为天线传输介质层，具有较好的耐腐蚀性和耐湿热性，提高天线封装的可靠性。
另外，通常使用石英玻璃等作为天线传输介质层的集成天线封装，需要制作穿过玻璃通孔，工艺难度较高。本发明通过其中至少一个玻璃传输封装层中具有互连结构，以使天线层与所述芯片1电连接，实现了无需制作穿过玻璃通孔即可实现天线与走线层之间的互连，降低工艺难度。
本发明的天线封装结构及封装方法提高了天线封装的电气性能、耐腐蚀性、耐湿热性，降低封装翘曲；且无需制作穿过玻璃通孔，降低工艺难度。
相应的制作过程如图2～10所示：如图2所示，在支撑基底16(玻璃材质的载片)上贴分离层17、制作第一天线层9，用第一介质层11覆盖，如图3所示，第一玻璃传输封装层7通过第一粘结胶13粘贴，制作第二天线层10，用第二介质层12覆盖，如图4所示，第二介质层12上开孔，暴露部分第二天线层10，电镀材料为铜的金属连接柱4，从而金属连接柱4的一端与第二天线层10连接，如图5所示，在第二介质层12上未设置金属连接柱4的位置通过第二粘结胶14粘贴玻璃介质15，制作塑封结构5，如图6所示，塑封结构5减薄研磨，露出金属连接柱4及玻璃介质15的表面，金属连接柱4的另一端与玻璃介质15的表面齐平，如图7所示，制作重新布线层2及开口，重新布线层2与金属连接柱4形成电连接，如图8所示，贴芯片1、形成底部填充层6，如图9所示，形成焊盘、焊球或焊点3。如图10所示，去除背面的分离层17及支撑基底16。如图11所示，玻璃介质15、金属连接柱4位置示例。金属连接柱4分布在玻璃介质15周围，但不局限于图中所示排布结构。
本发明的天线的封装结构及封装方法，由于采用三维封装结构，从而可以大大降低多层天线结构之间的损耗，降低封装结构的功耗，并可以通过玻璃传输封装层的厚度合理设置天线金属层之间的距离，提高天线性能，本发明通过三维封装的方式有效缩短了封装天线结构中元件的信号传输线路，使封装天线的电连接性能及天线效能得到很大提高，从而减少封装天线的功耗以及电磁波的衰减，本发明的天线封装结构可以采用电镀或化学镀的方式形成天线金属连接柱4，可以获得大直径的金属连接柱4，提高金属连接柱4的结构强度，降低工艺偏差，同时可以减小馈线损耗，提高天线的效率及性能，多层天线结构会有一定的损耗，而本发明采用直径较大、损耗较低的金属连接柱4，可大大降低多层天线结构的损耗，可以降低工艺制程难度，从而降低制作成本，提高天线的制作效率。
采用塑封结构5封装所述金属连接柱4的方法包括压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压及旋涂中的一种，所述塑封结构5的材料包括聚酰亚胺、硅胶及环氧树脂中的一种；所述焊盘、焊球或焊点3包括锡焊料、银焊料及金锡合金焊料中的一种。
在一示例中，所述金属连接柱4的径向宽度介于100微米-1000微米之间，例如，对于圆柱形的所述金属连接柱4，所述径向宽度是指其圆形截面的直径，例如，所述金属连接柱4的径向宽度可以为200微米、500微米、800微米等，优选地，采用电镀或化学镀的方式形成天线金属连接柱4，可以获得大直径的金属连接柱4，提高金属连接柱4的结构强度，降低工艺偏差，同时可以减小馈线损耗，提高天线的效率及性能。
作为示例，所述金属接线柱与所述重新布线层2之间还形成有一层种子层，具体的，所述种子层的材质包括Ti、TiN、Ta、TaN中的一种，所述金属连接柱4的材料包括Au、Ag、Cu、Al中的一种。例如，所述种子层可以为Ti，所述金属连接柱4可以选用为Cu，所述种子层可以有效提高金属连接柱4的电镀或化学镀的效率及性能，同时可有效加强金属连接柱4与所述重新布线层2的结合强度。所述焊盘、焊球或焊点3与所述芯片1在所述重新布线层2第一面的布置可以依据实际设定。
作为示例，所述芯片1与所述重新布线层2的第一面之间还包括底部填充层6，以提高所述芯片1与所述重新布线层2之间的结合性能，并保护所述重新布线层2，提高器件稳定性，在一示例中，所述底部填充层6的材料包括复合树脂材料。
作为示例，所述支撑基底16包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种。在本实施例中，所述支撑基底16选用为玻璃衬底，所述玻璃衬底成本较低，容易在其表面形成分离层17，且能降低后续的剥离工艺的难度。
作为示例，所述分离层17包括聚合物层，所述聚合物层首先采用旋涂工艺涂覆于所述支撑基底表面，然后采用紫外固化或热固化工艺使其固化成型。在一示例中，所述分离层包括光热转换层(LTHC)，所述聚合物层包括LTHC光热转换层，通过旋涂工艺形成于所述支撑基底上后，通过固化工艺使其固化成型。光热转换层(LTHC)性能稳定，表面较光滑，有利于后续的重新布线层2的制作，并且，在后续的剥离工艺中，剥离的难度较低。其中，后续在剥离所述支撑基底时，可以基于激光对LTHC光热转换层进行照射，以使后续形成的重新布线层2及所述支撑基底自所述LTHC光热转换层处相互分离，露出所述重新布线层2的第一面。
形成重新布线层2的步骤如下：首先，可以采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺于所述第二玻璃传输封装层表面形成第一重布介质层18，所述第一重布介质层18的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合。具体的，可以是先在所述第二玻璃传输封装层表面采用物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺形成第一介质材料层，并对所述第一介质材料层进行图形化，以形成所述第一重布介质层。
优选地，所述第一重布介质层的材料选用为PI(聚酰亚胺)，以进一步降低工艺难度以及工艺成本。
接着，可以采用溅射工艺于所述第一重布介质层表面形成第一金属层19，并对所述金属层进行刻蚀形成图形化的第一金属布线层。所述第一金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。当然，在其他示例中，还可以是采用物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺、蒸镀工艺、电镀工艺或化学镀工艺形成第一金属层。
接着，可以采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺于所述图形化的第一金属布线层表面形成第二重布介质层20，并对所述第二重布介质层进行刻蚀形成具有图形化通孔的第二重布介质层20。所述第二重布介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合。具体的，可以是先在第一金属布线层表面采用物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺形成第二介质材料层，并对所述第二介质材料层进行图形化，以形成所述第二重布介质层。
优选地，所述第二重布介质层的材料选用为PI(聚酰亚胺)，以进一步降低工艺难度以及工艺成本。
继续，于所述图形化通孔内填充导电栓塞，然后采用溅射工艺于所述第二重布介质层表面形成第二金属层21，并对所述金属层进行刻蚀形成图形化的第二金属布线层21。所述第二金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。当然，在其他示例中，还可以是采用物理气相沉积工艺、化学气相沉积工艺、蒸镀工艺、电镀工艺或化学镀工艺形成第二金属层。
可以采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺于所述图形化的第二金属布线层表面形成第三重布介质层22，并对所述第三重布介质层进行刻蚀形成具有图形化通孔的第三重布介质层22。所述第三重布介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合。具体的，可以是先在第二金属布线层表面采用物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺形成第三介质材料层，并对所述第三介质材料层进行图形化，以形成所述第三重布介质层。
综上，上述实施例对天线封装结构及封装方法的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种天线封装结构，其特征在于，包括：
芯片；
第一天线层，其中第一天线层与所述芯片电连接；
第一玻璃传输封装层，被布置在所述芯片与第一天线层之间，其中第一玻璃传输封装层中具有互连结构，以使天线层与所述芯片电连接。
2.如权利要求1所述的天线封装结构，其特征在于，还包括：
重新布线层，被布置在所述芯片与所述第一玻璃传输封装层之间，以使所述互连结构与所述芯片电连接；
焊盘、焊球或和焊点中的一个或多个，被配置为使重新布线层与芯片电连接，或将重新布线层的电性引出。
3.如权利要求2所述的天线封装结构，其特征在于，所述第一玻璃传输封装层中包括：
金属连接柱，金属连接柱的一端与天线层连接，另一端与所述重新布线层电连接；
玻璃介质，所述玻璃介质的一面通过粘结胶层粘贴在天线层，另一面与金属连接柱的另一端齐平并与重新布线层接触，所述金属连接柱处于所述玻璃介质的外侧；
所述芯片结合于所述重新布线层的第一面；
塑封结构，被配置为包覆所述金属连接柱和玻璃介质的侧面，所述具有互连结构的玻璃传输封装层的顶面显露所述金属连接柱。
4.如权利要求3所述的天线封装结构，其特征在于，还包括：采用电镀或化学镀的方法制作所述金属连接柱，所述金属连接柱的材料包括Au、Ag、Cu、Al中的一种，所述金属连接柱的径向宽度介于100微米-1000微米之间。
5.如权利要求3所述的天线封装结构，其特征在于，还包括：所述天线电路芯片与所述重新布线层的第一面之间还包括底部填充层，所述底部填充层的材料包括复合树脂材料；所述焊盘、焊球或和焊点包括锡焊料、银焊料及金锡合金焊料中的一种。
6.如权利要求2所述的天线封装结构，其特征在于，还包括：
第二玻璃传输封装层；
第二天线层；
其中第二玻璃传输封装层覆盖第一天线层，第二天线层覆盖二玻璃传输封装层。
7.如权利要求1所述的天线封装结构，其特征在于，还包括：所述芯片包括有源器件及无源器件中的一种或两种，其中，所述有源器件包括电源管理电路、发射电路及接收电路中的一种，所述无源器件包括电阻、电容及电感中的一种。
8.一种天线封装方法，其特征在于，所述封装方法包括步骤：
步骤一，于支撑基底上形成分离层；
步骤二，于所述分离层上形成天线层；
步骤三，于所述天线层上形成玻璃传输封装层；
多次重复步骤二至步骤三；
于最后一个玻璃传输封装层上固连芯片；
至少最后一个玻璃传输封装层中具有互连结构，以使所述天线层与所述芯片电连接；
去除支撑基底和分离层。
9.如权利要求8所述的天线封装方法，其特征在于，所述支撑基底包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种；所述分离层包括聚合物层，首先采用旋涂工艺将所述聚合物层的浆料涂覆于所述支撑基底表面，然后采用紫外固化或热固化工艺使其固化成型；
所述分离层包括光热转换层，基于所述分离层分离所述支撑基底的方式包括采用激光照射所述光热转换层，以使所述光热转换层与所述重新布线层及所述支撑基底分离，进而分离所述支撑基底。
10.如权利要求8所述的天线封装方法，其特征在于，在完成步骤二后，在天线层上形成介质层，在介质层上形成粘结胶层，在粘结胶层上完成步骤三；
形成最后一个玻璃传输封装层时，介质层上开孔，暴露部分天线层，在开孔上方形成金属连接柱，从而金属连接柱的一端与天线层连接，在介质层上未设置金属连接柱的位置通过粘结胶层粘贴玻璃介质，制作塑封结构，对塑封结构进行减薄研磨，露出金属连接柱的另一端及玻璃介质的表面，金属连接柱的另一端与玻璃介质的表面齐平。
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| CN114975235A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-08-30 | 盛合晶微半导体(江阴)有限公司 | 半导体封装结构及导电tiv通孔的制备方法 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110085575A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-02 | 中芯长电半导体（江阴）有限公司 | 半导体封装结构及其制备方法 |
| CN111033890A (zh) * | 2017-08-24 | 2020-04-17 | 高通股份有限公司 | 封装上天线布置 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111033890A (zh) * | 2017-08-24 | 2020-04-17 | 高通股份有限公司 | 封装上天线布置 |
| CN112018091A (zh) * | 2019-05-30 | 2020-12-01 | 中芯长电半导体（江阴）有限公司 | 半导体封装结构及其制备方法 |
| CN110085575A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-02 | 中芯长电半导体（江阴）有限公司 | 半导体封装结构及其制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114975235A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-08-30 | 盛合晶微半导体(江阴)有限公司 | 半导体封装结构及导电tiv通孔的制备方法 |
| CN116230558A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-06-06 | 盛合晶微半导体(江阴)有限公司 | 单极化空气耦合天线封装结构及制备方法 |
| CN116230558B (zh) * | 2023-05-08 | 2023-07-07 | 盛合晶微半导体(江阴)有限公司 | 单极化空气耦合天线封装结构及制备方法 |
| CN118502041A (zh) * | 2024-07-17 | 2024-08-16 | 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 | 光电合封结构及其制造方法 |
| CN118502041B (zh) * | 2024-07-17 | 2024-10-18 | 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 | 光电合封结构及其制造方法 |
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