CN117936530A - 一种射频模组制备方法及射频模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频模组制备方法及射频模组，方法包括：提供初始芯片板，初始芯片板包括基板和固定于基板的多个射频模组，射频模组包括多个元器件；在初始芯片板具有射频模组一侧的表面覆盖一层干膜，干膜、元器件与基板之间形成空腔；在干膜表面形成第一金属层，在第一金属层上形成塑封层；在塑封层表面形成第二金属层，第二金属层与第一金属层电连接；沿相邻的射频模组之间的分界线切割初始芯片板，得到单个射频模组。本发明的射频模组制备方法，可以有效降低射频模组可靠性短路的风险，使射频模组的电磁屏蔽效果更明显，提高了电磁屏蔽处理后的单个射频模组的生产效率。

Description

一种射频模组制备方法及射频模组

技术领域

本发明属于电磁屏蔽技术领域，尤其涉及一种射频模组制备方法及射频模组。

背景技术

随着时代的发展，射频芯片的集成度要求越来越高，对于发射类射频模组，需要将不同功能的芯片集中在一起成为单体芯片。不同功能的芯片之间会产生电磁干扰效应，对单体芯片产品性能产生影响。电磁屏蔽技术（EMI shielding）就是通过在芯片电路外表面设置一层接地金属，通过金属吸收导地的方式降低电磁干扰效应。

现有技术的芯片电磁屏蔽工艺将塑封后的各不同功能的芯片对应切割成单颗后，对单颗芯片产品进行金属层溅镀，这种方法存在以下缺陷：一方面，对单颗芯片分别塑封的制程转换效率极低，还需要额外开取转换治具，成本高昂；另一方面，塑封后的单颗芯片在金属层溅镀后剥料时，会与芯片底部发生金属拉丝现象，容易产生金属毛边，进而带来可靠性短路的风险。

因此，有必要提供一种生产效率高且可靠性强的射频模组制备方法及射频模组。

发明内容

本发明的目的在于提供一种射频模组制备方法及射频模组，能够批量制备具备电磁屏蔽层的射频模组，生产效率高且可靠性强。

本发明的技术方案如下：

本发明第一方面提供了一种射频模组制备方法，包括：

提供初始芯片板，所述初始芯片板包括基板和固定于所述基板的多个射频模组，所述射频模组包括多个元器件；

在所述初始芯片板具有所述射频模组一侧的表面覆盖一层干膜，所述干膜、所述元器件与所述基板之间形成空腔；

在所述干膜表面形成第一金属层，在所述第一金属层上形成塑封层；

在所述塑封层表面形成第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层电连接；

沿相邻的所述射频模组之间的分界线切割所述初始芯片板，得到单个所述射频模组。

进一步地，所述在所述塑封层表面形成第二金属层之前，还包括：切割所述初始芯片板，在相邻所述射频模组之间分界线形成凹槽，所述凹槽的底部贯穿所述第一金属层。

进一步地，所述在所述干膜表面形成第一金属层，具体包括：

在所述干膜表面金属真空溅射或电子浆料印刷，形成所述第一金属层。

进一步地，所述在所述塑封层表面形成第二金属层，具体包括：

在所述塑封层表面电镀或金属真空溅射，形成所述第二金属层。

进一步地，所述多个元器件包括至少一个滤波器芯片和至少一个非滤波器芯片；所述非滤波器芯片与所述基板之间的所述第一金属层和所述干膜具有浇口区域；

所述在所述第一金属层上形成塑封层，具体包括：

注塑环氧树脂并冲破所述浇口区域，以填充所述非滤波器芯片、所述基板与所述干膜之间的空隙；

继续注塑环氧树脂至覆盖所述第一金属层，固化成型形成塑封层。

进一步地，所述第一金属层的厚度为3~5μm。

进一步地，所述第一金属层包括钢、铜、铝、镍或银中的至少一种金属。

进一步地，所述提供初始芯片板，包括：

提供一个所述基板及多套所述射频模组的多个元器件；

将各所述射频模组的元器件分别焊接在所述基板的对应区域，并清洗。

进一步地，所述基板具有用于连接所述元器件的焊接区以及在所述焊接区外的非焊接区，所述将各所述射频模组的元器件分别焊接在所述基板的对应区域，包括：

在所述基板涂覆阻焊剂，在所述基板的非焊接区形成阻焊层；

将各所述射频模组的元器件表面金属化，并在回流炉中添加焊料形成凸点；

将各所述射频模组的元器件回流焊接至所述基板的焊接区。

本发明第二方面提供了一种射频模组，包括涂覆有阻焊层的基板和固定于所述基板上的多个元器件，所述射频模组还包括覆盖于所述基板和所述多个元器件上的干膜、覆盖所述干膜的背离所述基板的一侧的第一金属层、覆盖所述第一金属层的背离所述基板的一侧的塑封层以及覆盖所述塑封层的外表面的第二金属层；所述干膜、所述元器件与所述基板之间形成有空腔，所述第一金属层电连通于所述第二金属层。

本发明的有益效果在于:

第一，在干膜表面形成第一金属层时，由于干膜、元器件与基板之间形成空腔，元器件与金属层之间不会发生金属拉丝现象，有效降低了射频模组可靠性短路的风险；

第二，第一金属层表面形成塑封层，塑封层表面形成第二金属层，第一金属层与第二金属层电连接形成并联效果，使射频模组的电磁屏蔽效果更明显；

第三，具有多个射频模组的初始芯片板表面形成第一金属层、塑封层和第二金属层后再切割，能够批量生产电磁屏蔽处理后的单个射频模组，降低生产成本，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明一种射频模组制备方法的主要流程示意图；

图2为图1中步骤S100和S200各工序完成后的示意性结构图；

图3为图1中步骤S300各工序完成后的示意性结构图；

图4为图1中步骤S400和步骤S500各工序完成后的示意性结构图；

图5为本发明射频模组的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

本实施例提供一种射频模组制备方法，如图1所示，包括步骤：

S100、提供初始芯片板，初始芯片板包括基板120和固定于基板120的多个射频模组，射频模组包括多个元器件110；

S200、在初始芯片板具有射频模组一侧的表面覆盖一层干膜140，干膜140、元器件110与基板120之间形成空腔；

S300、在干膜140表面形成第一金属层150，在第一金属层150上形成塑封层160；

S400、在塑封层160表面形成第二金属层170，第二金属层170与第一金属层150电连接；

S500、沿相邻的射频模组之间的分界线切割初始芯片板，得到单个射频模组。

具体地，在本实施例中，如图2所示，步骤S100的具体步骤如下：

S101、提供一个基板120及多套射频模组的多个元器件110；

具体地，基板120为多套射频模组的元器件110的承载板，可以是有机树脂制成的印刷电路板，也可以是玻璃基板120或陶瓷基板120等。

基板120具有用于连接元器件110的焊接区以及在焊接区外的非焊接区，将各射频模组的元器件110分别焊接在基板120的对应区域，具体包括：

S102、在基板120表面涂覆阻焊剂，在基板120的非焊接区形成阻焊层130；

具体地，在本步骤中，清洁基板120表面去除污垢以及其他污染物，然后干燥基板120表面，基板120表面涂覆阻焊剂，作为示例的，采用紫外光固化型阻焊剂环氧树脂涂覆基板120，对基板120表面的阻焊剂进行部分光照固化形成阻焊层130，最后将基板120浸入显影液中清除未固化的阻焊剂，以暴露基板120表面的焊接区。阻焊剂用于在基板120表面形成一层覆盖基板120的非焊接区的绝缘阻焊层130，阻焊层130防止元器件110焊接到非焊接区。

在其他实施例中，阻焊剂可以采用紫外光固化型阻焊剂、热固化型阻焊剂、液态感光型阻焊剂或干膜140型阻焊剂等。

S103、将各射频模组的元器件110表面金属化，并在回流炉中添加焊料形成凸点113；

具体地，在本步骤中，将各射频模组的元器件110表面金属化之前，对元器件110表面清洗及去胶，各射频模组的元器件110表面可以通过真空溅射、真空蒸镀或化学镀金属化。作为示例的，使用真空溅射将各射频模组的元器件110金属化，真空溅射的台阶覆盖能力以及与衬底的粘附性较强，适合于大批量的射频模组制造。

各射频模组的元器件110表面金属化后，通过回流炉将金属化部分添加焊料形成凸点113，焊料形成凸点113可以选用电镀焊料凸点113、印刷焊料凸点113、钉头焊料凸点113或蒸镀焊料凸点113等工艺。

凸点113可以采用焊锡凸块（Solder Bump）、铜柱凸块（Copper Pillar）或金锡凸块（Gold Bump），作为示例的，本实施例中的凸点113采用铜柱凸块，铜柱凸块具有较高的可靠度、较高的内连物密度以及优于焊锡凸块的电学性质和热表现性能，在回流焊接时，铜柱凸块能够维持三维方向上的形状，使基板120与各射频模组的焊接更加精密。

S104、将各射频模组的元器件110回流焊接至基板120，凸点113与基板120上未形成阻焊层130的区域焊接；

具体地，在本步骤中，将各射频模组的元器件110与基板120进行倒装互联，将元器件110具有凸点113的一侧蘸取助焊剂，并贴合到基板120上未形成阻焊层130的区域，将完成贴合的基板120放到回流炉中使铜柱凸块熔化，元器件110与基板120结合得到初始芯片板。

S105、清洗焊接后的各射频模组元器件110与基板120。

具体地，在本步骤中，将焊接后的各射频模组元器件110和基板120通过等离子体清洗并烘烤，解决各射频模组的元器件110和基板120上的杂质和污染物，利于后续工艺的进行。

如图3所示，步骤S200：在初始芯片板具有射频模组一侧的表面覆盖一层干膜140，干膜140、元器件110与基板120之间形成空腔；

具体地，在本实施例中，在初始芯片板具有射频模组一侧的表面覆盖一层白膜，白膜用于隔离滤波器芯片111与其他金属屏蔽层，一方面，白膜起到保护滤波器芯片111的功能器件的作用，另一方面，白膜隔离了金属屏蔽层与滤波器芯片111，避免了真空溅射镀膜剥离时与元器件110边缘产生金属拉丝，使射频模组批量生产的可靠性增加。

具体地，如图3所示，在本实施例中，步骤S300的具体步骤如下：

在干膜140表面形成第一金属层150，具体包括：

S301：在干膜140表面金属真空溅射或电子浆料印刷，形成第一金属层150；第一金属层150包括钢、铜、铝、镍或银中的至少一种金属；

具体地，如图3所示，在本步骤中，使用真空溅射形成第一金属层150，第一金属层150与干膜140之间的结合力强，不易脱落，得到的第一金属层150纯度高，质量好，其次，真空溅射对第一金属层150的膜厚可控性强，重复性高，利于批量生产。

元器件110之间存在大量电磁波干扰和无限电波干扰，第一金属层150用于形成多个元器件110之间的金属屏蔽层。相比于相关技术中对各元器件110单独溅射镀膜，在干膜140表面形成第一金属层150一方面能够对多套射频模组批量电磁屏蔽处理，另一方面，干膜140已经使元器件110与基板120之间形成空腔，真空溅射镀膜无法接触到元器件110表面的金属部分，避免了真空溅射镀膜剥离时与元器件110边缘产生金属拉丝，使元器件110边缘产生金属毛边，降低了射频模组可靠性短路的风险。

优选地，真空溅镀第一金属层150的靶材选用不锈钢和铜，不锈钢和铜同时作为溅镀靶材纯度高杂质低，薄膜质量更好，具有良好的电学性能。

进一步地，多个元器件110包括至少一个滤波器芯片111和至少一个非滤波器芯片112，非滤波器芯片112与基板120之间的第一金属层150和干膜140具有浇口区域180，如图3所示，在第一金属层150上形成塑封层160，具体包括：

S302：注塑环氧树脂并冲破浇口区域180，以填充非滤波器芯片112、基板120与干膜140之间的空隙；

具体地，如图3所示，滤波器芯片111一侧设置有具有滤波功能的功能器件，滤波器芯片111具有功能器件一侧的表面金属化形成凸点113，凸点113连接滤波器芯片111与基板120，功能器件与基板120之间形成空腔，空腔用于保护功能器件。非滤波器芯片112可以是电容、电感或功率放大器等不具有滤波功能的电子元件，因此非滤波芯片不需要与基板120之间形成空腔。

第一金属层的厚度为3~5μm，因此，通过调整注塑压力，对准浇口区域180注塑环氧树脂，能够冲破浇口区域180对应的第一金属层150和干膜140，使非滤波器芯片112、基板120与干膜之间的空隙填充完全。其中，浇口区域180为第一金属层150和干膜140上的局部点。

填充非滤波器芯片112、基板120与干膜140之间的空隙的目的是提高非滤波器芯片112倒装的稳定性，填胶处能够将集中在非滤波器芯片112上的应力分散，使非滤波器芯片112耐受机械振动的能力增强，还能够阻止凸点113蠕变，增加非滤波器芯片112与基板120连接的强度和刚度，同时，保护非滤波器芯片112免受环境中灰尘和湿气的影响。

S303：继续注塑环氧树脂至覆盖第一金属层150，固化成型形成塑封层160；

具体地，如图3所示，在一实施例中，将初始芯片板放入塑封模具中完全填充环氧树脂，环氧树脂能够通过固化反应形成坚硬的保护层且具有较高的耐热性和化学腐蚀性，塑封层160用于保护芯片的内部结构不受外界环境的影响，还在第一金属层150和第二金属层170之间起绝缘作用。同时，区别于相关技术中的塑封工艺，本发明中的塑封层160在第一金属层150上注塑固化，而非直接在元器件110表面注塑固化，减少了注塑高压对元器件110带来的影响，提升了制备射频模组的可靠性，整体注塑还能够提高射频模组的制备效率。在其他实施例中，也可以采用聚酰亚胺、硅胶和有机玻璃等塑封材料注塑。

在其他实施例中，还可以使用整体压合环氧树脂膜等工艺形成塑封层160，能够降低工艺成本，也能够避免注塑高压力对第一金属层150造成破坏，起绝缘和保护第一金属层150的作用。

S304：半切割初始芯片板，在相邻射频模组之间分界线形成凹槽190，凹槽190的底部贯穿第一金属层150。

如图3所示，半切割是一种通过切割到工件中间形成凹槽的加工工艺，优选地，凹槽190垂直于基板120且槽底位于基板120内部。相关技术中，半切割技术用于分离芯片，相比于相关技术，初始芯片板在形成第二金属层170之前使用半切割工艺，用于使凹槽190槽壁暴露出第一金属层150，利于第一金属层150和第二金属层170连接形成内外分隔的电磁屏蔽层，达到更佳的电磁屏蔽效果。

具体地，在本实施例中，如图4所示，步骤S400的具体包括：

S400：在塑封层160表面电镀或金属真空溅射，形成第二金属层170，第二金属层170与第一金属层150电连接。

优选地，在塑封层160表面电镀形成第二金属层170，电镀形成的第二金属层170除用于作为电磁屏蔽层外，第二金属层170位于射频模组的外表面，射频模组的外表面可能会经受化学腐蚀，电镀第二金属层170能够起到保护芯片表面的作用。

第一金属层150作为内层屏蔽层，第二金属层170作为外层屏蔽层，第二金属层170与第一金属层150并联能够有效地屏蔽不同频率的电磁干扰，同时，第一金属层150能够减少射频模组的多个元器件110之间的电磁辐射，第二金属层170能够减少外部电磁场对于射频模组的多个元器件110的干扰，使电磁屏蔽的效果更加明显。

可选的，采用真空溅射工艺溅镀的第二金属层170包括钢、铜、铝、镍或银中的至少一种金属，采用电镀工艺的第二金属层170材料可以为铜、镍、铬、金、锌或银中的任意一种。

如图4所示，步骤500：切割初始芯片板，得到单个射频模组。

具体地，继续步骤S303中半切割工艺的切割制程，得到单个射频模组，该制备方法制备单个射频模组的效率高。

进一步地，在本实施例中，如图5所示，通过上述制备方法制备一种射频模组，包括涂覆有阻焊层130的基板120和固定于基板120上的多个元器件110，射频模组还包括覆盖于基板120和多个元器件110上的干膜140、覆盖干膜140的背离基板120的一侧的第一金属层150、覆盖第一金属层150的背离基板120的一侧的塑封层160以及覆盖塑封层160的外表面的第二金属层170；干膜140、元器件110与基板120之间形成有空腔，第一金属层150电连通于第二金属层170。

具体地，如图5所示，一种射频模组，包括基板120、涂覆于基板120表面的阻焊层130，阻焊层130开设有贯通阻焊层130的多个第一焊接槽。

射频模组还包括电连接于基板120的多个元器件110，多个元器件110包括至少一个滤波器芯片111和至少一个非滤波器芯片112，滤波器芯片111靠近基板120的一侧表面间隔设置有多个第一凸点113，多个第一凸点113与多个第一焊接槽一一匹配，各第一凸点113穿设于对应的第一焊接槽且电连接于基板120。

非滤波器芯片112靠近基板120的一侧表面间隔设置有多个第二凸点113，阻焊层130还开设有贯通阻焊层130的第二焊接槽，各第二凸点113穿设于第二焊接槽且电连接于基板120。非滤波器芯片112、第二焊接槽和基板120之间填充有固化材料。

射频模组还包括包覆多个元器件110且覆盖于阻焊层130表面的干膜140，干膜140表面覆盖有第一金属层150，第一金属层150上表面注塑形成有塑封层160，射频模组侧边及塑封层160表面均覆盖有第二金属层170，第一金属层150电连接于第二金属层170。

可选的，第一金属层150通过金属真空溅射或电子浆料印刷覆盖于干膜140。

可选的，第一金属层150包括钢、铜、铝、镍或银中的至少一种金属。

可选的，塑封层160在第一金属层150上注塑环氧树脂成型或压合环氧树脂膜成型。

可选的，第二金属层170通过电镀或金属真空溅射覆盖于塑封层160。

本射频模组相比于相关技术中的射频模组，干膜140、元器件110与基板120之间形成空腔，空腔能够保护射频模组的元器件110，同时隔离元器件110与第一金属层150，避免发生金属拉丝现象，有效降低了射频模组可靠性短路的风险；

第一金属层150和第二金属层170之间的塑封层160起绝缘作用，第一金属层150与第二金属层170电连接形成并联的电磁屏蔽层，使射频模组达到更佳的电磁屏蔽效果。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频模组制备方法，其特征在于，包括：

提供初始芯片板，所述初始芯片板包括基板和固定于所述基板的多个射频模组，所述射频模组包括多个元器件；

在所述初始芯片板具有所述射频模组一侧的表面覆盖一层干膜，所述干膜、所述元器件与所述基板之间形成空腔；

在所述干膜表面形成第一金属层，在所述第一金属层上形成塑封层；

在所述塑封层表面形成第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层电连接；

沿相邻的所述射频模组之间的分界线切割所述初始芯片板，得到单个所述射频模组。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述塑封层表面形成第二金属层之前，还包括：切割所述初始芯片板，在相邻所述射频模组之间的分界线处形成凹槽，所述凹槽的底部贯穿所述第一金属层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述干膜表面形成第一金属层，具体包括：

在所述干膜表面金属真空溅射或电子浆料印刷，形成所述第一金属层。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述塑封层表面形成第二金属层，具体包括：

在所述塑封层表面电镀或金属真空溅射，形成所述第二金属层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个元器件包括至少一个滤波器芯片和至少一个非滤波器芯片；所述非滤波器芯片与所述基板之间的所述第一金属层和所述干膜具有浇口区域；

所述在所述第一金属层上形成塑封层，具体包括：

注塑环氧树脂并冲破所述浇口区域，以填充所述非滤波器芯片、所述基板与所述干膜之间的空隙；

继续注塑环氧树脂至覆盖所述第一金属层，固化成型形成塑封层。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一金属层的厚度为3~5μm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一金属层包括钢、铜、铝、镍或银中的至少一种金属。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供初始芯片板，包括：

提供一个所述基板及多套所述射频模组的多个元器件；

将各所述射频模组的元器件分别焊接在所述基板的对应区域，并清洗。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基板具有用于连接所述元器件的焊接区以及在所述焊接区外的非焊接区，所述将各所述射频模组的元器件分别焊接在所述基板的对应区域，包括：

在所述基板涂覆阻焊剂，在所述非焊接区形成阻焊层；

将各所述射频模组的元器件表面金属化，并在回流炉中添加焊料形成凸点；

将各所述射频模组的元器件回流焊接至所述基板的焊接区。

10.一种射频模组，包括涂覆有阻焊层的基板和固定于所述基板上的多个元器件，其特征在于，所述射频模组还包括覆盖于所述基板和所述多个元器件上的干膜、覆盖所述干膜的背离所述基板的一侧的第一金属层、覆盖所述第一金属层的背离所述基板的一侧的塑封层以及覆盖所述塑封层的外表面的第二金属层；所述干膜、所述元器件与所述基板之间形成有空腔，所述第一金属层电连接于所述第二金属层。