CN113206052A - 一种射频模组的封装结构及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种射频模组的封装结构，其可以提高生产效率，降低成本，同时其可以降低剥离时产生的产品失效，提高良率。其包括封装基板，封装基板的正面分布有焊盘，一个以上的元器件与所述焊盘电控连接，其特征在于：所述元器件与所述封装基板之间的空隙通过填充介质填充，所述元器件外端面及所述封装基板的正面包覆有屏蔽层，所述屏蔽层外部设有塑封层。
Description
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽的技术领域，具体为一种射频模组的封装结构及制作方法。
背景技术
随着通讯技术的飞速发展及5G技术的加速商用，通讯终端所需的频段数量也在急剧增加，这就使得智能终端里不同通讯信号或频段的电磁屏蔽变得格外重要。以智能手机为例，如何在有限的手机空间里做好不同频段信号的干扰和屏蔽是各手机厂商面临的巨大挑战。从智能终端内部的电磁屏蔽发展趋势来看，电磁屏蔽硬件要求已经从以前的板级电磁屏蔽罩基础上，即要求焊接在电路板上的元器件和模组本身也具有电磁屏蔽结构。
现行主流的电路板上的元器件或模组电磁屏蔽做法是在封装工艺完成后，在塑封体表面用溅射工艺生成一层几微米的金属层，从而达到屏蔽效果。如图1所示，为目前常见的电磁屏蔽结构的制作工艺流程及电磁屏蔽机构，采用该种方式存在以下问题：其一，产品在切割工序被分离成单颗后才能制备屏蔽层包裹产品，为防止裸漏在外的屏蔽层氧化，污染等问题，需要在金属屏蔽层外面再多设计一层额外的保护层。在整个制备屏蔽层和保护层的过程中，由于处理的主体是一颗颗单颗器件，从而使得生产效率极低，同时由于单颗产品尺寸小，对设备精度要求高，对不同的产品尺寸，需要使用不同的治具，增加额外的成本；其二、由于采用的是金属屏蔽层包裹塑封层，裸露的金属层会产生更多的外观失效和功能失效,如在产品剥离时，产品四周会产生金属毛刺，这些金属毛刺在客户端进行焊接时，有几率掉落在焊盘并造成产品桥接失效，造成良率降低。
发明内容
针对现有的射频模块用电磁屏蔽结构加工时生产效率低、成本高，同时生成的电磁屏蔽结构剥离时易产生失效，造成良率低的问题，本发明提供了一种射频模组的封装结构，其可以提高生产效率，降低成本，同时其可以降低剥离时产生的产品失效，提高良率。
其技术方案是这样的：一种射频模组的封装结构，其包括封装基板，封装基板的正面分布有焊盘，一个以上的元器件与所述焊盘电控连接，其特征在于：所述元器件与所述封装基板之间的空隙通过填充介质填充，所述元器件外端面及所述封装基板的正面包覆有屏蔽层，所述屏蔽层外部设有塑封层。
其进一步特征在于：所述元器件的外端面及所述封装基板的正面与所述屏蔽层之间还还设有绝缘层；
所述绝缘层上对应所述封装基板正面的焊盘处还设有连接孔，所述屏蔽层通过填充该所述连接孔与所述封装基板电控连接；
所述绝缘层采用氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜或聚酰亚胺绝缘薄膜，且厚度在0.05~1um之间；
所述屏蔽层采用银、铜、锡、铝、镍中的一种金属层或多种复合金属层；
所述塑封层采用环氧树脂层。
一种射频模组的封装结构的制作方法，采用表面组装技术（SMT）或者倒装芯片装配技术（FC）将元器件焊接于封装基板上，其特征在于：
步骤一，采用点胶或涂覆方式将填充介质的填充胶点在所述元器件与所述封装基板的空隙处，填充介质通过毛细作用填充空隙，固化成形；
步骤二，通过物理气相沉积、溅射或电镀的方式在所述元器件外端面及所述封装基板的正面制备屏蔽层；
步骤三，使用注塑方式制备所述屏蔽层外部的塑封层，再切割、测试及包装。
在步骤二之前，通过化学气相沉积方式在所述元器件外端面及所述封装基板的正面先制备一层绝缘层。
采用了上述结构后，通过将屏蔽层设于包含填充介质的元器件外端面及封装基板的正面上，塑封层设于屏蔽层外部，由于屏蔽层置于内侧、不裸露，则剥离操作时不易产生毛刺，减少失效问题。
同时采用该种制作方法，切割工序置于塑封工序之后，则切割前的工序均针对的是所述元器件与所述封装基板的组合体，则不仅可以提高工作效率，同时可以减少制备各种不同治具的成本，降低生产成本。
附图说明
图1为现有技术的电磁屏蔽层的工艺流程图；
图2为现有技术的电磁屏蔽层的结构图；
图3为本发明的电磁屏蔽层（第一种结构）的结构图；
图4为本发明的电磁屏蔽层（第二种结构）的结构图；
图5为本发明的电磁屏蔽层（第三种结构）的结构图；
图6至图8为本发明的电磁屏蔽层的第一种结构生成时的各步骤结构图；
图9为本发明的电磁屏蔽层的工艺流程图；
图中：10、封装基板；100、焊盘；20、元器件；30、焊接材料；40、塑封层；50、屏蔽层；60、保护层；70、填充介质；80、绝缘层；801、连接孔；90、键合线。
具体实施方式
如图3所示为本发明的第一种结构的示意图，一种射频模组的封装结构，包括封装基板10，该封装基板10可以由PCB（印刷电路板）技术制成的，即以芯板、半固化片和铜层为材料的双层或多层电路板，也可以为衍生的新型封装基板。封装基板10的正面分布有焊盘100，一个以上的元器件20通过焊接材料30焊接于焊盘100上，实现元器件20与封装基板10的电控连接，其中该焊接材料30可以选择使用具有一定高度的锡球、铜柱或含锡合金。该元器件20可以选择使用适用于表面贴装技术（SMT）和倒装（FC）的半导体芯片、单独功能的元器件或者多功能集成的元器件。具体的，元器件20包含但不限于滤波器，低噪声放大器芯片，功率放大器芯片，双工器，射频开关以及集成被动元件(IPD)等。其中集成被动元件替代了传统的电容、电感和电阻，减少了射频模组中的元器件数量。
元器件20与封装基板10之间的空隙通过填充介质70填充，该填充介质用于实现电性能绝缘，以及对元器件20的支撑。该填充介质70可以选择使用底部填充胶（underfill）或者是以环氧树脂为主要材料的化学胶水。
元器件20外端面及封装基板10的正面包覆有屏蔽层50，通过该屏蔽层50实现屏蔽功能。该屏蔽层50采用银、铜、锡、铝、镍中的一种金属层或多种复合金属层，其中若选用铜作为屏蔽层，1um~3um厚度即可满足4G/5G射频模组的应用需求。该屏蔽层50的外部还设有塑封层40，该塑封层40采用环氧树脂材料制成。
如图4为本发明的第二种结构的结构示意图，其与第一种结构的区别点在于，元器件20的外端面及封装基板10的正面与屏蔽层50之间还增加设置一层绝缘层80，该绝缘层80用于将屏蔽层50与元器件20及封装基板10实现电性绝缘。该绝缘层80采用氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜或聚酰亚胺绝缘薄膜，且厚度在0.05~1um之间。为了实现屏蔽层50与封装基板10之间的电控连接，绝缘层80上还设有连接孔801，屏蔽层50通过填充该连接孔801与封装基板10实现电控连接，通过封装基板10可以再接地。
如图5为本发明的第三种结构的结构示意图，其与第一种结构的区别点在于，元器件20通过引线键合的方式和封装基板10实现电性能连接。其中元器件20的背面通过装片胶或者装片膜固定在封装基板10上，键合线90通过引线键合技术连接元器件20的焊盘和封装基板10的焊盘100。元器件20和键合线都被底部填充介质70包裹，实现绝缘。
一种射频模组的封装结构的制作方法，如图6所示，采用SMT表面组装技术或者FC倒装芯片装配技术将元器件20焊接于封装基板10的焊盘100上，
步骤一，如图7所示，采用点胶或涂覆方式将填充介质70的填充胶点在元器件20与封装基板10的空隙处，填充介质70通过毛细作用填充空隙，固化成形；
步骤二，如图8所示，通过物理气相沉积、溅射或电镀的方式在元器件10的外端面及封装基板10的正面制备屏蔽层50；
步骤三，使用注塑方式制备屏蔽层50外部的塑封层40，则形成如图3所示的结构图，再进行切割、测试及包装。
进一步的，为了保证在步骤二之前屏蔽层50与元器件20及封装基板10实现电性绝缘。通过化学气相沉积方式在元器件20的外端面及封装基板10的正面先制备一层绝缘层80。
本发明通过将屏蔽层50设于内部，即元器件10的外端面及封装基板10的正面上，塑封层40设于屏蔽层50外部，则由于屏蔽层40置于内侧、不裸露，则剥离操作时不易产生毛刺，可以有效减少失效问题。
同时通过上述的制作方法可知，切割工序置于塑封工序之后，则切割前的工序均针对的是多个元器件20与封装基板10的组合体，则操作便利，不仅可以有效提高工作效率，同时可以减少制备各种不同治具的成本，降低生产成本。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种射频模组的封装结构，其包括封装基板，封装基板的正面分布有焊盘，一个以上的元器件与所述焊盘电控连接，其特征在于：所述元器件与所述封装基板之间的空隙通过填充介质填充，所述元器件外端面及所述封装基板的正面包覆有屏蔽层，所述屏蔽层外部设有塑封层。
2.根据权利要求1所述的一种射频模组的封装结构，其特征在于：所述元器件的外端面及所述封装基板的正面与所述屏蔽层之间还还设有绝缘层。
3.根据权利要求2所述的一种射频模组的封装结构，其特征在于：所述绝缘层上对应所述封装基板正面的焊盘处还设有连接孔，所述屏蔽层通过填充该所述连接孔与所述封装基板电控连接。
4.根据权利要求3所述的一种射频模组的封装结构，其特征在于：所述绝缘层采用氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜或聚酰亚胺绝缘薄膜，且厚度在0.05~1um之间。
5.根据权利要求4所述的一种射频模组的封装结构，其特征在于：所述屏蔽层采用银、铜、锡、铝、镍中的一种金属层或多种复合金属层。
6.根据权利要求5所述的一种射频模组的封装结构，其特征在于：所述塑封层采用环氧树脂层。
7.利用权利要求1所述的射频模组的封装结构的制作方法，先采用表面组装技术（SMT）或者倒装芯片装配技术（FC）将元器件焊接于封装基板上，其特征在于：
步骤一，采用点胶或涂覆方式将填充介质的填充胶点在所述元器件与所述封装基板的空隙处，填充介质通过毛细作用填充空隙，固化成形；
步骤二，通过物理气相沉积、溅射或电镀的方式在所述元器件外端面及所述封装基板的正面制备屏蔽层；
步骤三，使用注塑方式制备所述屏蔽层外部的塑封层，再切割、测试及包装。
8.根据权利要求7所述的一种射频模组的封装结构的制作方法，其特征在于：在步骤二之前，通过化学气相沉积方式在所述元器件外端面及所述封装基板的正面先制备一层绝缘层。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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