整合式毫米波芯片封装结构制造技术

本发明专利技术公开一种整合式毫米波芯片封装结构，可包括中介层结构、毫米波芯片与基板。该中介层结构包括一天线图案与至少一电镀通孔结构贯穿该中介层结构且连接至该天线图案。该毫米波芯片通过电镀通孔结构而电连接其上方或下方的该天线图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种封装结构，是涉及一种整合式毫米波芯片封装结构。
技术介绍
无线接收器的应用在近两年美国消费电子展中成为焦点，宣告无线千兆联盟(WirelessGigabitAlliance，WiGi)与无线高画质(WirelessHD)标准应用的时代来临。国内外学界与大厂也陆续开发出毫米波频段的芯片；然而，此频段芯片的封装却尚未有完整解决方案。一般打线(Wire-bond)封装不适用于射频芯片封装，而使用低温共烧多层陶瓷(Low-TemperatureCo-firedCeramics,LTCC)与倒装封装，则因制作工艺条件导致基板收缩且制作工艺效能不足，加上所欲封装芯片焊垫尺寸及间距过小，导致组装良率过低。因此，目前极需提供一种能有效整合射频芯片及天线的封装结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于可提供一种能有效整合射频芯片及天线的封装结构，垂直整合天线与射频集成电路芯片的封装，设计位于不同层的天线与射频芯片的位置上下垂直对应，将两者间的传输距离最小化，减少天线与射频芯片间传输路径造成的高频信号损耗。为达上述目的，本专利技术可提供一种整合式毫米波芯片封装结构，至少包括中介层结构、芯片与基板。该中介层结构包括第一金属层、第二金属层、位于该第一、第二金属层之间的绝缘支撑层，且该中介层结构包括至少一第一电镀通孔结构，该第一电镀通孔结构贯穿该第一金属层、该绝缘支撑层以及该第二金属层，并电连接该第一金属层以及该第二金属层。该芯片连结至该中介层结构，该芯片具有有源面以及位于该有源面上的接触垫。该基板连结至该中介层结构。该基板至少包括一绝缘层与位于绝缘层上的第三金属层，该第三金属层位于该基板朝向该中介层结构的一侧，该中介层结构的该第一金属层至少包括一天线图案，该天线图案位于该芯片的上方，该芯片通过该中介层结构的该第一电镀通孔结构电连接该天线图案。在另一实施例，该天线图案可设置在下方。在本专利技术的一实施例中，上述的整合式毫米波芯片封装结构中的该基板具有一下凹式晶穴，该芯片内埋于该下凹式晶穴而该芯片的该有源面朝向该中介层结构的该第二金属层，该芯片通过位于该接触垫与该第二金属层之间的凸块物理性连结至该中介层结构，并且该芯片通过该凸块以及该第一电镀通孔结构电连接该天线图案。在本专利技术的另一实施例中，上述的整合式毫米波芯片封装结构中的该基板具有一开口露出该芯片，该芯片的该有源面朝向该中介层结构的该第二金属层，该芯片通过位于该接触垫与该第二金属层之间的凸块物理性连结至该中介层结构，并且该芯片通过该凸块以及该第一电镀通孔结构电连接该天线图案。在本专利技术的一实施例中，上述的整合式毫米波芯片封装结构中的该基板还包括第四金属层与第二电镀通孔结构，该第四金属层位于该绝缘层相对于该第三金属层的另一面，该第二电镀通孔结构贯穿该基板而连接该绝缘层两侧的该第三金属层与该第四金属层。在本专利技术的一实施例中，上述的整合式毫米波芯片封装结构还包括另一基板连结至该基板，该另一基板包括置于该基板与该另一基板之间的焊球，该另一基板通过该焊球使该基板与该另一基板物理性连结且电性相连。在本专利技术的一实施例中，上述的整合式毫米波芯片封装结构中的该中介层结构还包括一或多层布线层，位于该绝缘支撑层之中且位于该天线图案以及该第二金属层之间。在本专利技术的一实施例中，上述的整合式毫米波芯片封装结构中的芯片为射频芯片。基于上述，本专利技术将天线图案配置在芯片的上方或下方，再利用内埋孔与导通孔电连接天线以及芯片，进而可通过此垂直的封装架构而整合天线以及芯片的封装，而减少天线和芯片之间的信号传输距离，达到减少信号传输损耗的目的。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术的一实施例的一种整合式毫米波芯片封装结构的剖面示意图；图2为本专利技术的另一实施例的一种整合式毫米波芯片封装结构的剖面示意图；图3为本专利技术的又一实施例的一种整合式毫米波芯片封装结构的剖面示意图；图4为本专利技术的另一实施例的一种整合式毫米波芯片封装结构的剖面示意图；图5为本专利技术的另一实施例的一种整合式毫米波芯片封装结构的剖面示意图；图6为本专利技术的另一实施例的一种整合式毫米波芯片封装结构的剖面示意图；图7为本专利技术的一实施例的一种整合式毫米波芯片封装结构的部分俯视示意图；图8为另一种毫米波芯片封装结构的部分俯视示意图；图9为毫米波天线增益对导通孔长度的导波波长(GuideWavelength)图；图10为毫米波天线辐射效率频率响应图。符号说明10、20、30、40、50、60：封装结构100、400：中介层结构102：第一金属层104：第二金属层106、406：绝缘支撑层108、408：布线层109、409：金属填孔结构110、110A：天线图案112、114、214、218、302：焊垫120、220、420：电镀通孔结构140：黏胶层150：毫米波芯片150a：有源面152：接触垫160、230：凸块180：布线200、200A、200B、300：基板202：下凹式晶穴203：开口210：绝缘层212：第三金属层216：第四金属层310：焊球402：上金属层404：下金属层具体实施方式毫米波泛指波长为1～10毫米范围的电波，若换算成频率，约在30G～300GHz范围；因此，毫米波芯片也就是指波长在毫米波范围的射频收发芯片。下述实施例中类似或相同元件、部分或结构将以相同标号表示之。其文中的顺序或上下等描述是用以方便理解但并非用以限定其相对位置或范围。图1是依照本专利技术的一实施例的一种整合式毫米波芯片封装结构的剖面示意图。参考图1，整合式毫米波芯片封装结构10，包括中介层结构100、毫米波芯片150与基板200。中介层结构100包括第一金属层102、第二金属层104、位于该第一、第二金属层102/104之间的一绝缘支撑层106以及至少一电镀通孔结构(platedthroughhole)120。该电镀通孔结构120贯穿该中介层结构100(贯穿该第一金属层102、该绝缘支撑层106以及该第二金属层104)，电连接该第一金属层102以及该第二金属层104。该第一金属层102至少包括一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整合式毫米波芯片封装结构，包括：中介层结构，其中该中介层结构包括第一金属层、第二金属层、位于该第一、第二金属层之间的绝缘支撑层，且该中介层结构包括至少一第一电镀通孔结构，贯穿该第一金属层、该绝缘支撑层以及该第二金属层，并电连接该第一金属层以及该第二金属层；至少一芯片，连结至该中介层结构，其中该芯片具有有源面以及位于该有源面上的接触垫；以及基板，连结至该中介层结构，其中该基板至少包括一绝缘层与位于绝缘层上的第三金属层，该第三金属层位于该基板朝向该中介层结构的一侧；该中介层结构的该第一金属层至少包括一天线图案，该天线图案位于该芯片的上方或下方，该芯片通过该中介层结构的该第一电镀通孔结构电连接该天线图案。

【技术特征摘要】
1.一种整合式毫米波芯片封装结构，包括：
中介层结构，其中该中介层结构包括第一金属层、第二金属层、位于该
第一、第二金属层之间的绝缘支撑层，且该中介层结构包括至少一第一电镀
通孔结构，贯穿该第一金属层、该绝缘支撑层以及该第二金属层，并电连接
该第一金属层以及该第二金属层；
至少一芯片，连结至该中介层结构，其中该芯片具有有源面以及位于该
有源面上的接触垫；以及
基板，连结至该中介层结构，其中该基板至少包括一绝缘层与位于绝缘
层上的第三金属层，该第三金属层位于该基板朝向该中介层结构的一侧；该
中介层结构的该第一金属层至少包括一天线图案，该天线图案位于该芯片的
上方或下方，该芯片通过该中介层结构的该第一电镀通孔结构电连接该天线
图案。
2.如权利要求1所述的整合式毫米波芯片封装结构，其中该基板具有下
凹式晶穴，该芯片内埋于该下凹式晶穴而该芯片的该有源面朝向该中介层结
构的该第二金属层，该芯片通过位于该接触垫与该第二金属层之间的凸块物
理性连结至该中介层结构，并且该芯片通过该凸块以及该第一电镀通孔结构
电连接该天线图案。
3.如权利要求1所述的整合式毫米波芯片封装结构，其中该基板具有开
口，露出该芯片，该芯片的该有源面朝向该中介层结构的该第二金属层，该
芯片通过位于该接触垫与该第二金属层之间的凸块物理性连结至该中介层
结构，并且该芯片通过该凸块以及该第一电镀通孔结构电连接该天线图案。
4.如权利要求2所述的整合式毫米波芯片封装结构，其中该整合式毫米
波芯片封装结构的该基板还包括第四金属层与第二电镀通孔结构，该第四金
属层位于该绝缘层相对于该第三金属层的另一面，该第二电镀通孔结构贯穿
该基板而连接该绝缘层两侧的该第三金属层与该第四金属层。
5.如权利要求3所述的整合式毫米波芯片封装结构，其中该整合式毫米
波芯片封装结构的该基板还包括第四金属层与第二电镀通孔结构，该第四金
属层位于该绝缘层相对于该第三金属层的另一面，该第二电镀通孔结构贯穿
该基板而连接该绝缘层两侧的该第三金属层与该第四金属层。
6.如权利要求4所述的整合式毫米波芯片封装结构，其中该整合式毫米
波芯片封装结构还包括另一基板连结至该基板，该另一基板包括置于该基板
与该另一基板之间的焊球，该另一基板通过该焊球使该基板与该另一基板物
理性连结且电性相连。
7.如权利要求5所述的整合式毫米波芯片封装结构，其中该整合式毫米
波芯片封装结构还包括另一基板连结至该基板，该另一基板包括置于该基板
与该另一基板之间的焊球，该另一基板通过该焊球使该基板与该...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡承桦，钟世忠，李静观，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71