组合型空气耦合天线封装结构及制备方法技术

本发明专利技术提供一种组合型空气耦合天线封装结构及制备方法，将侧面显露有第一金属件的第一天线封装体与侧面显露有第二金属件的第二天线封装体通过相邻键合的方式形成以空气作为耦合介质的组合型空气耦合天线封装结构，可缩小天线封装结构的体积，实现毫米波；由于采用空气作为天线耦合介质，从而具有较佳的Dk/Df值，无需低介电材质，可降低天线封装结构的材料成本；空气耦合天线制备方法简单便捷；天线位置可在封装体侧面灵活分布；位于封装体侧面的金属材质的天线还可增强结构刚性减少翘曲。曲。曲。

【技术实现步骤摘要】
组合型空气耦合天线封装结构及制备方法


[0001]本专利技术属于半导体封装
，涉及一种组合型空气耦合天线封装结构及制备方法。

技术介绍

[0002]随着人们对移动通讯网络的依赖与无线通讯技术的发展，现代通讯中频段逐渐拥挤，可利用的频带越来越有限，于是在第五代移动通讯网络中（5th generation mobile networks，5G），业界已纷纷注意到频段较高的毫米波（Millimeter Wave，mmWave），且毫米波集成技术已成为第五代移动通讯网络的关键技术。
[0003]相较于现行常用的2.4GHz与5GHz等有限频带，毫米波所定义出的30～300GHz频带则是相对充裕且干净的，其天线设计亦可更加微小化，以提升便携型产品的便利性。然而，已知的集成有天线功能的封装结构及方法仍存在一些问题，如：第一，非对称结构产生翘曲问题：例如封装上天线（Antenna on Package，AoP）封装结构，在封装上设置天线功能基板，封装上天线（Antenna on Package，AoP）考虑到天线辐射效果，已将天线侧的基板采用低介电（Dk/Df，Dk即Dielectric constant的简称，中文名为介电常数，Df即Dissipation factor的简称，中文名为介质损耗因子）材质，但因其上下基板（封装上基板和封装内基板）为非对称结构，所以存在整体结构翘曲的问题（大于5毫米），导致后续制程无法继续。
[0004]第二，内设天线的传统预浸材料或称为半固化树脂、半固化片（Prepreg，PP）基板厚度较厚：由于传统PP基板厚度较厚，不适合应用到高频线路以及不适合应用在需要厚度较小的便携型产品，例如智能手机等中。
[0005]第三，低介电材质价格昂贵：为了使天线具有更好的信号穿透能力，需将天线布置在低介电材质中，如果封装上天线封装结构中天线侧的基板或是内设天线的传统PP基板全部采用低介电材质，由于低介电材质价格昂贵，因此存在经济较高无法大量使用的问题。
[0006]因此，提供一种组合型空气耦合天线封装结构及制备方法，实属必要。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种组合型空气耦合天线封装结构及制备方法，用于解决现有技术中集成有天线功能的封装结构所面临的应用局限性的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供一种组合型空气耦合天线封装结构的制备方法，包括以下步骤：提供第一天线封装体，所述第一天线封装体包括第一基板、第一芯片、第一金属件、第一封装层及第一金属凸块，其中，所述第一芯片及所述第一金属件均位于所述第一基板的第一面上且所述第一芯片及所述第一金属件通过所述第一基板电连接，所述第一封装层位于所述第一基板的第一面上包覆所述第一芯片及所述第一金属件且显露所述第一金
属件的侧壁，所述第一金属凸块位于所述第一基板的第二面上且与所述第一基板电连接；提供第二天线封装体，所述第二天线封装体包括第二基板、第二金属件、第二封装层及第二金属凸块，其中，所述第二金属件位于所述第二基板的第一面上，所述第二封装层位于所述第二基板的第一面上包覆所述第二金属件且显露所述第二金属件的侧壁，所述第二金属凸块位于所述第二基板的第二面上且与所述第二基板电连接；提供第三基板，将所述第一天线封装体及所述第二天线封装体呈相邻状键合于所述第三基板上，键合后，所述第一金属件与所述第二金属件对应设置且两者之间形成自上而下贯通设置的空气隙。
[0009]可选地，所述第一天线封装体与所述第二天线封装体为基于同一基板制备获得，其中，形成所述第一天线封装体与所述第二天线封装体的步骤包括：提供基板，所述基板包括第一面及相对的第二面；提供第一芯片、第一金属件及第二金属件，将所述第一芯片、所述第一金属件及所述第二金属件均键合于所述基板的第一面上，且所述第一芯片及所述第一金属件通过所述基板电连接；于所述基板的第一面上形成封装层，所述封装层覆盖所述第一芯片、所述第一金属件及所述第二金属件；于所述基板的第二面上形成与所述基板电连接的金属凸块；进行切割，形成包括所述基板、所述第一芯片、所述第一金属件、所述封装层及所述金属凸块且显露所述第一金属件的侧壁的所述第一天线封装体，以及形成包括所述基板、所述第二金属件、所述封装层及所述金属凸块且显露所述第二金属件的侧壁的所述第二天线封装体。
[0010]可选地，进行切割的方法包括机械切割法或激光切割法。
[0011]可选地，所述第一芯片为单个芯片或芯片组合体或是芯片封装体，所述第一芯片至少包含射频芯片。
[0012]可选地，所述第二天线封装体中还形成有与所述第二基板电连接的第二芯片，所述第二芯片为单个芯片或芯片组合体或是芯片封装体。
[0013]可选地，所述第三基板上键合有呈阵列排布的所述第一天线封装体及所述第二天线封装体。
[0014]可选地，形成的所述组合型空气耦合天线包括组合型单极化空气耦合天线或组合型双极化空气耦合天线中的一种或组合。
[0015]本专利技术还提供一种组合型空气耦合天线封装结构，包括：第一天线封装体，所述第一天线封装体包括第一基板、第一芯片、第一金属件、第一封装层及第一金属凸块，其中，所述第一芯片及所述第一金属件均位于所述第一基板的第一面上且所述第一芯片及所述第一金属件通过所述第一基板电连接，所述第一封装层位于所述第一基板的第一面上包覆所述第一芯片及所述第一金属件且显露所述第一金属件的侧壁，所述第一金属凸块位于所述第一基板的第二面上且与所述第一基板电连接；第二天线封装体，所述第二天线封装体包括第二基板、第二金属件、第二封装层及第二金属凸块，其中，所述第二金属件位于所述第二基板的第一面上，所述第二封装层位于所述第二基板的第一面上包覆所述第二金属件且显露所述第二金属件的侧壁，所述第二金
属凸块位于所述第二基板的第二面上且与所述第二基板电连接；第三基板，所述第一天线封装体及所述第二天线封装体呈相邻状键合于所述第三基板上，所述第一金属件与所述第二金属件对应设置且两者之间具有自上而下贯通设置的空气隙。
[0016]可选地，所述第三基板上包括呈阵列排布的所述第一天线封装体及所述第二天线封装体。
[0017]可选地，所述组合型空气耦合天线包括组合型单极化空气耦合天线或组合型双极化空气耦合天线中的一种或组合。
[0018]如上所述，本专利技术的组合型空气耦合天线封装结构及制备方法，将侧面显露有第一金属件的第一天线封装体与侧面显露有第二金属件的第二天线封装体通过相邻键合的方式形成以空气作为耦合介质的组合型空气耦合天线封装结构，可缩小天线封装结构的体积，实现毫米波；由于采用空气作为天线耦合介质，从而具有较佳的Dk/Df值（Dk即Dielectric constant的简称，中文名为介电常数，Df即Dissipation factor的简称，中文名为介质损耗因子），无需低介电材质，可降低天线封装结构的材料成本；空气耦合天线制备方法简单便捷；天线位置可在封装体侧面灵活分布；位于封装体侧面的金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合型空气耦合天线封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供第一天线封装体，所述第一天线封装体包括第一基板、第一芯片、第一金属件、第一封装层及第一金属凸块，其中，所述第一芯片及所述第一金属件均位于所述第一基板的第一面上且所述第一芯片及所述第一金属件通过所述第一基板电连接，所述第一封装层位于所述第一基板的第一面上包覆所述第一芯片及所述第一金属件且显露所述第一金属件的侧壁，所述第一金属凸块位于所述第一基板的第二面上且与所述第一基板电连接；提供第二天线封装体，所述第二天线封装体包括第二基板、第二金属件、第二封装层及第二金属凸块，其中，所述第二金属件位于所述第二基板的第一面上，所述第二封装层位于所述第二基板的第一面上包覆所述第二金属件且显露所述第二金属件的侧壁，所述第二金属凸块位于所述第二基板的第二面上且与所述第二基板电连接；提供第三基板，将所述第一天线封装体及所述第二天线封装体呈相邻状键合于所述第三基板上，键合后，所述第一金属件与所述第二金属件对应设置且两者之间形成自上而下贯通设置的空气隙。2.根据权利要求1所述的组合型空气耦合天线封装结构的制备方法，其特征在于：所述第一天线封装体与所述第二天线封装体为基于同一基板制备获得，其中，形成所述第一天线封装体与所述第二天线封装体的步骤包括：提供基板，所述基板包括第一面及相对的第二面；提供第一芯片、第一金属件及第二金属件，将所述第一芯片、所述第一金属件及所述第二金属件均键合于所述基板的第一面上，且所述第一芯片及所述第一金属件通过所述基板电连接；于所述基板的第一面上形成封装层，所述封装层覆盖所述第一芯片、所述第一金属件及所述第二金属件；于所述基板的第二面上形成与所述基板电连接的金属凸块；进行切割，形成包括所述基板、所述第一芯片、所述第一金属件、所述封装层及所述金属凸块且显露所述第一金属件的侧壁的所述第一天线封装体，以及形成包括所述基板、所述第二金属件、所述封装层及所述金属凸块且显露所述第二金属件的侧壁的所述第二天线封装体。3.根据权利要求2所述的组合型空气耦合天线封装结构的制备方法，其特征在于：进行切割的方法包括机械切割法或激光切割法。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦亨，林正忠，
申请(专利权)人：盛合晶微半导体江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：