CN211529934U - 一种完全塑封天线的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种完全塑封天线的封装结构，包括重新布线层，设置于重新布线层一侧表面的塑封层，以及设置于重新布线层另一侧表面的锡球，所述塑封层中同时塑封了与重新布线层上触点连接的天线和器件，所述天线被完全塑封在塑封体内。采用本实用新型的设计方案，封装体面积更小、更紧凑，且厚度更薄；天线的整个结构使用光刻的方法制成，因此天线结构的尺寸可以控制的非常精准，精度较高。

Description

一种完全塑封天线的封装结构

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，特别是一种一种完全塑封天线的封装结构。

背景技术

随着5G移动通讯时代的来临，对异构集成射频前端模块的需求正在与日俱增，在天线封装技术的演进中，射频芯片元件和天线的整合成为新的趋势，因而AiP(Antenna inPackage)封装技术逐步成为先进封装行业的关注焦点。

目前已有的扇出型天线封装，大都是在塑封有芯片(包括被动元件，及裸晶片等)的塑封体的表面上，包括塑封体的上表面或者下表面，使用重新布线层(Re-DistributionLayer，也就是RDL)的制作方法形成天线层，又或者天线层分别位于塑封体和PCB封装基板的表面。在该类封装方法中，天线层结构要额外占用塑封体表面上原本用来布置RDL走线的面积，或者占用PCB表面的面积，故而对整体的封装走线的设计和制造工艺产生了一定的限制。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于解决现有的扇出型天线封装将天线设置于塑封体的上下表面，占用更多的走线面积，同时增加了PCB整体厚度的问题。

技术方案：为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种完全塑封天线的封装结构，包括至少一层重新布线层，设置于重新布线层一侧表面的塑封层，以及设置于重新布线层另一侧表面的锡球，所述塑封层中同时塑封了与重新布线层上金属触点连接的天线和器件，且所述天线被完全塑封在塑封层内。

现有的天线结构一般是在塑封体或基板的上下表面进行设置，现有技术的天线针对的是波长较长的电磁波，故天线的尺寸比较大，需要比较大的面积和区域来仿真天线结构。

进一步地，在技术的不断进步下，随着5G时代的来临，我们采用波长更短的电磁波(毫米波)，就可以考虑将天线进行其他方式的设置，而本实用新型提出在不影响天线本身功能实现的前提下将天线进行完全塑封，解放塑封体表面或基本上下表面的走线空间，同时能够降低封装整体厚度，进一步提高集成水平。

本申请的技术方案中，天线可以被完全塑封，如果和上下表面齐平，外露出的天线触点仍然会与塑封体表面的走线存在冲突。

进一步地，所述天线包括相互独立的天线导体以及接地反射导体，且接地反射导体设置在天线导体和器件中间，天线导体和重新布线层上的信号金属触点电连接，接地反射导体和重新布线层上的接地金属触点电连接。

进一步地，接地反射导体和天线导体材质均为金属铜，接地反射导体设置在天线导体和芯片中间，防止了天线信号和器件之间的信号干扰。

进一步地，所述重新布线层包括介电层，以及贯穿介电层的金属互联层。

进一步地，所述器件包括芯片和无源被动元件。

进一步地，所述天线导体和接地反射导体均在重新布线层上平铺展开并被塑封层完全塑封，形成图形化的天线。

由于天线本身具有一定的面积或体积，故现有技术采用的是占用更多体积的技术方案，并贯穿塑封体在塑封体的上下表面均占用更多的面积，而采用本实用新型的技术方案，通过将天线分为独立的天线导体以及接地反射导体，使得天线能够被设计为图形化的天线，同时保留了天线本身功能的实现。

进一步地，金属互联层的上下表面至少与介电层的上下表面齐平，外露出的金属互联层端部作为金属触点。

进一步地，所述天线还包括设置于天线导体和接地反射导体之间的填充块，所述填充块为树脂类有机介电质填充块。

采用填充块的目的在于进一步地提高天线结构的性能，功能上更加接近于接地反射导体，起到降低射频损耗系数的效果。

进一步地，所述器件包括芯片和无源被动元件，并且器件的金属凸点与重新布线层上对应的金属触点进行连接。

有益效果：本实用新型与现有技术相比：

本实用新型采用先做完重新布线层然后再塑封元件制作塑封层的方法，可以有效提高重新布线层的精度和可靠性，并且图形化的天线结构是包裹在塑封体之中，不需要占用塑封体的上表面或者下表面的面积，也就是不占用位于塑封体表面的重新布线层的布线空间，从而可以有效缩小重新布线层的面积，进而缩小封装体积，提高封装器件的集成度，并增加了重新布线层设计和制作的灵活性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的产品结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的图形化天线示例一；

图3为本实用新型实施例1的图形化天线示例二；

图4为本实用新型实施例2的产品结构示意图；

图5为本实用新型实施例3的产品结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步地说明。

实施例1

如图1至图3所示，一种完全塑封天线的封装结构，包括至少一层重新布线层120，设置于重新布线层120一侧表面的塑封层160，以及设置于重新布线层120另一侧表面的锡球170，所述塑封层160中同时塑封了与重新布线层120上金属触点连接的天线130和器件，且所述天线130被完全塑封在塑封层160内。

现有的天线结构一般是在塑封体或基板的上下表面进行设置，现有技术的天线针对的是波长较长的电磁波，故天线的尺寸比较大，需要比较大的面积和区域来仿真天线结构。在技术的不断进步下，随着5G时代的来临，我们采用波长更短的电磁波(毫米波)，就可以考虑将天线进行其他方式的设置。而本实用新型提出在不影响天线本身功能实现的前提下将天线进行完全塑封，解放塑封体表面或基本上下表面的走线空间，同时能够降低封装整体厚度，进一步提高集成水平。

本申请的技术方案中，天线可以被完全塑封，如果和上下表面齐平，外露出的天线触点仍然会与塑封体表面的走线存在冲突。

天线130包括相互独立的天线导体131以及接地反射导体132，且接地反射导体132设置在天线导体131和器件中间，天线导体131和重新布线层120上的信号金属触点电连接，接地反射导体132和重新布线层120上的接地金属触点电连接。

接地反射导体和天线导体材质均为金属铜，天线导体在塑封体内靠近外部放置，而接地反射导体设置在天线导体和芯片中间，这样既确保了天线导体信号的传输性能，同时也防止了天线信号和芯片之间的信号干扰。

重新布线层120包括介电层121，以及贯穿介电层121的金属互联层122。

器件包括芯片140和无源被动元件150。

天线导体131和接地反射导体132均在重新布线层120上平铺展开并被塑封层160完全塑封，形成图形化的天线。

由于天线本身具有一定的面积或体积，故现有技术采用的是占用更多体积的技术方案，并贯穿塑封体在塑封体的上下表面均占用更多的面积，而采用本实用新型的技术方案，通过将天线分为独立的天线导体以及接地反射导体，使得天线能够被设计为图形化的天线，同时保留了天线本身功能的实现。

实施例2

如图4所示，基于实施例1，提出实施例2，在实施例1的基础上进行多层封装，即包括两层以上的重新布线层，以两层重新布线层为例，叠加顺序为锡球、第一重新布线层、第一塑封层、第二重新布线层以及第二塑封层。

由于第一塑封层中采用的是图形化的天线，使得第一重新布线层和第二重新布线层间仅需要金属互联柱180进行电连接即可，使得第二重新布线层能够在本来需要引出天线的位置通过金属互联柱180来进行更多的金属触点互联，提高集成化精度。

实施例3

如图5所示，相较于实施例1，增加了设置于天线导体131和接地反射导体132之间的填充块133，所述填充块133为树脂类有机介电质填充块。

采用填充块的目的在于进一步地提高天线结构的性能，功能上更加接近于接地反射导体，起到降低射频损耗系数的效果。

Claims (8)

1.一种完全塑封天线的封装结构，包括至少一层重新布线层，设置于重新布线层一侧表面的塑封层，以及设置于重新布线层另一侧表面的锡球，其特征在于：所述塑封层中同时塑封了与重新布线层上金属触点连接的天线和器件，且所述天线被完全塑封在塑封层内。

2.根据权利要求1所述的完全塑封天线的封装结构，其特征在于：所述天线包括相互独立的天线导体以及接地反射导体，且接地反射导体设置在天线导体和器件中间，天线导体和重新布线层上的信号金属触点电连接，接地反射导体和重新布线层上的接地金属触点电连接。

3.根据权利要求1所述的完全塑封天线的封装结构，其特征在于：所述重新布线层包括介电层，以及贯穿介电层的金属互联层。

4.根据权利要求1所述的完全塑封天线的封装结构，其特征在于：所述器件包括芯片和无源被动元件。

5.根据权利要求1所述的完全塑封天线的封装结构的制备工艺，其特征在于：所述器件包括芯片和无源被动元件，并且器件的金属凸点与重新布线层上对应的金属触点进行连接。

6.根据权利要求2所述的完全塑封天线的封装结构，其特征在于：所述天线导体和接地反射导体均在重新布线层上平铺展开并被塑封层完全塑封，形成图形化的天线。

7.根据权利要求2所述的完全塑封天线的封装结构，其特征在于：所述天线还包括设置于天线导体和接地反射导体之间的填充块，所述填充块为树脂类有机介电质填充块。

8.根据权利要求3所述的完全塑封天线的封装结构的制备工艺，其特征在于：金属互联层的上下表面至少与介电层的上下表面齐平，外露出的金属互联层端部作为金属触点。

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