集成有RF性能的多芯片模块制造技术

本发明专利技术公开了一种多芯片模块，其有助于在其中包括大容量无源元件并显示了较好的机械性能。多芯片模块包括：基于有机材料的层压基板，在其中插入高介电常数陶瓷层；至少一个射频／中频有源电路芯片，连接到该基板并且被设置为执行两个或更多射频／中频功能；以及多个无源元件，连接到该基板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多芯片模块(module)，尤其涉及其中包括大容量电容器的多芯片模块，该多芯片模块显示出良好的机械性能，例如高挠曲模量，并可以执行两个或更多不同射频功能。
技术介绍
多芯片模块(multiple chip module，缩写为MCM)是独立电子封装器件，其可以包括多个裸露和/或封装的集成电路芯片和多个无源元件，例如电阻器、电容器和电感器，所有这些都被连接到互连基板。MCM包括设置有多个裸露的有源电路芯片和其它元件的多层互连基板。因为在减小MCM芯片元件的尺寸时存在电流限制，所以无源元件或有源电路芯片使用线连接物以裸芯片的形式彼此连接，或者形成或埋设在基板中，以减小元件或芯片的安装面积。另外，减少安装到基板上的元件的数量使得能够以更低成本制造更紧凑的MCM。而且，在MCM中包括线连接物(wire bond)和无源元件使得配线长度和连接数量的减少。因为这些原因，获得MCM中改进的射频可靠性。用于射频/中频应用的传统MCM采用由诸如层压有机或陶瓷材料的单一材料制成的单一互连基板，一个或多个有源电路芯片和许多无源元件与该单一互连基板相连接。在传统MCM中使用层压有机材料作为基板，由于基板材料的低介电常数，使其难以在基板中包括电容元件(例如，电容器)。同时，使用诸如低温共烧结陶瓷(low temperature cofired ceramic，缩写为LTCC)的陶瓷材料作为基板有助于在基板中包括电容性无源元件，但是由于基板材料的固有特性，基板易于脆裂，这就限制了陶瓷基板的尺寸。图1是示出了部分传统MCM的横断面视图。参考图1，MCM100包括适合附着到裸芯片附着垫(die attach pad)52上的有源电路芯片50。在由诸如有机或陶瓷无机材料的单一材料制成的基板60内部形成多个通孔54a和54b。通孔54a和54b从芯片附着垫延伸到在基板60的底表面上形成的一个或多个导电垫58a和58b。通孔54a和54b被镀有或填充有金属材料，并因此而导电。此外，有源电路芯片50可以通过线连接物59和61电连接到芯片附着垫52的两端和芯片连接垫56和57。通孔54a和54b作为用于传热的热通孔和用于射频接地的电连接通孔。额外的通孔55a和55b可以分别连接到芯片连接垫56和57上。尽管在图中仅示出了一个有源电路芯片50，但是可以在基板60上安装具有不同射频功能的另外的有源电路芯片。然而，因为MCM的基板是由诸如层压有机或陶瓷无机材料的单一材料制成的，难以同时获得在基板中包括大容量电容器以及良好的机械性能，例如高挠曲模量。即，当基板60是由诸如FR4的单一层压有机材料制成时，可以获得较高的挠曲模量，但是介电常数低。因此，当电容性无源元件(例如电容器)被嵌入基板中时，基板材料不能被用作元件的电介质材料。
技术实现思路
因此，考虑到上述问题提出本专利技术，并且本专利技术的目的是提供多芯片模块，其具有诸如高挠曲模量的良好机械性能，并能够在其中包括大容量无源元件的同时，实现两个或更多射频功能。为了实现本专利技术的上述目的，提供了一种多芯片模块，其包括基于有机材料的层压基板，其中插入有高介电常数陶瓷层；至少一个射频/中频有源电路芯片，连接到基板并被设置为执行多个射频/中频功能；以及至少一个无源元件，连接到基板。以多芯片模块可以集成两个或更多射频/中频功能的方式来设置基板。在本专利技术的一个实施例中，多芯片模块包括两个或更多有源电路芯片，该有源电路芯片具有不同的电特性，例如，不同的射频/中频功能。在本专利技术的可选实施例中，多芯片模块包括一个单一有源电路芯片，该芯片具有适于执行第一射频/中频功能的第一部分以及适于执行第二射频/中频功能的第二部分。在该实施例中，第一和第二部分电连接到各自独立的接地层。接地层可以在物理上彼此分开。在本专利技术的另一实施例中，基板在其上表面上设置有芯片附着垫并在其下表面上设置有导电接地垫，并且有源电路芯片之一连接到芯片附着垫并通过导电过孔电连接和热连接到导电接地垫。无源元件可以通过表面安装工艺连接到基板。在该种情况下，表面安装的无源元件可以被电连接到在基板上形成的表面安装垫。此外，无源元件可以被嵌入基板中。例如，可以将多芯片模块设置为具有埋设在基板中的嵌入电容器。在这种情况下，插入基板的高介电常数陶瓷层作为电容器的介电层。多芯片模块可包括嵌入基板的电阻器和电感器。此外，多芯片模块可以包括印刷电感元件，其电感可以被调节。在这种情况下，印刷电感元件包括螺旋电感器体、导电垫、以及将电感器体电连接到垫的线连接物，其中，电感器体可以具有两个或更多接触点。可以通过改变接触点来调节电感元件的电感。基于有机材料的层压基板可以由FR4或聚四氟乙烯制成。高介电常数陶瓷层优选包括铁电材料，例如，钛酸钡(BaTiO3)。在这种情况下，优选添加转变温度转移材料(例如SrTiO3或BaSnO)到钛酸钡。转变温度转移材料的添加改善了高介电常数陶瓷层的热稳定性。根据本专利技术的多芯片模块，基于有机材料的层压基板使得多芯片模块显示出良好的机械性能(例如高挠曲模量)，并且基板中高介电常数陶瓷层的存在有助于包括大容量无源元件。为此，本专利技术的多芯片模块包括插入基于有机材料的层压基板中的高介电常数陶瓷层。另外，连接到基板的单一有源电路芯片或两个或更多有源电路芯片可以执行不同射频/中频功能。附图说明结合附图，从下面的详细描述中可以更清楚地理解本专利技术的上述和其它目的、特性和其它优点，其中图1是传统多芯片模块的示意性剖视图；图2是根据本专利技术的一个实施例的多芯片模块的示意性剖视图；图3是根据本专利技术的另一实施例的多芯片模块的示意性透视图；以及图4是可以根据本专利技术的另一实施例的多芯片模块中使用的印刷电感元件的俯视图。具体实施例方式下面将参考附图对本专利技术的实施例进行具体描述。然而，可以容易地对本专利技术的实施例进行各种修改，并且本专利技术的范围不局限于下面的实施例。提供这些实施例是为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术。在附图中，为了清楚起见，放大了元件的形状和尺寸。图2是根据本专利技术的一个实施例的多芯片模块的示意性剖视图。如图2所示，多芯片模块200包括安装在基于有机材料的层压基板160上的两个或更多有源电路芯片150a和150b。两个或更多有源电路芯片150a和150b可以是执行不同射频/中频功能的器件。每个有源电路芯片都可以采用裸芯片150b和封装芯片150a的形式。用于基于有机材料的层压基板160的材料可以是，例如RF4或聚四氟乙烯。裸芯片形式的有源电路芯片150b附着到合适的芯片附着垫170上。为了将有源电路芯片150b接地，有源电路芯片150b可以通过线连接物159被连接到芯片附着垫170的两端。在基板160的底表面上形成的导电垫165和166用作接地电位并被连接到母板上。导电过孔154c提供从有源电路芯片150b到母板的接地通道和热通道。此外，在基板160的内部形成分离的接地层，以在有源电路芯片之间(或单一有源电路芯片的不同功能部分之间)实现射频绝缘。有源电路芯片150b可以通过线连接物159之一电连接到在基板160上形成的接触垫。接触垫可以通过过孔连接到另一金属线。芯片附着垫170可以通过过孔155连接到无源元件。封装的有源电路芯片150a可以设置有引线151本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多芯片模块，包括：基于有机材料的层压基板，其中插入有高介电常数陶瓷层；至少一个射频／中频有源电路芯片，连接到所述基板并被设置为执行多个射频／中频功能；以及至少一个无源元件，连接到所述基板。

【技术特征摘要】
KR 2004-12-3 10-2004-01014101.一种多芯片模块，包括基于有机材料的层压基板，其中插入有高介电常数陶瓷层；至少一个射频/中频有源电路芯片，连接到所述基板并被设置为执行多个射频/中频功能；以及至少一个无源元件，连接到所述基板。2.根据权利要求1所述的多芯片模块，其中，所述多芯片模块包括两个或更多具有不同射频/中频功能和不同电特性的有源电路芯片。3.根据权利要求1所述的多芯片模块，其中，所述多芯片模块包括一个有源电路芯片，所述有源电路芯片具有适于执行第一射频/中频功能的第一部分和适于执行第二射频/中频功能的第二部分。4.根据权利要求3所述的多芯片模块，其中，所述第一和第二部分电连接到各自独立的接地层。5.根据权利要求1所述的多芯片模块，其中，所述基板在其上表面上设置有芯片附着垫并且在其下表面上设置有导电接地垫；以及所述有源电路芯片之一连接到所述芯片附着垫，并通过导电过孔电连接和热连接到所述导电接地垫。6.根据权利要求1所述的多芯片模块，其中，所述无源元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴孝根，边宇镇，金南兴，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]