一种多层陶瓷封装管壳结构及组件制造技术

本发明专利技术公开了一种多层陶瓷封装管壳结构及组件，属于芯片封装技术领域，该多层陶瓷封装管壳结构包括盖板以及基于

【技术实现步骤摘要】
一种多层陶瓷封装管壳结构及组件


[0001]本专利技术属于芯片封装
，具体涉及一种多层陶瓷封装管壳结构及组件
。

技术介绍

[0002]随着无线技术发展，设备的工作频率越来越高，
5G
通信
、
卫星通信
、
高精度雷达等系统已经使用毫米波频段进行信号传输，且系统对集成密度的需求也越来越高
。
在毫米波频段的利用过程中，封装管壳至关重要
。
封装管壳一般用于安装
、
固定
、
密封
、
保护裸芯片（
Die
），并将裸芯片的管脚引出，使芯片便于运输和装配，可以说芯片封装的好坏影响着芯片性能的发挥
。
[0003]毫米波信号对传输结构的材料
、
尺寸等物理参数很敏感，但是传统的封装如塑料封装
、
金属封装
、
陶瓷封装等形式在毫米波频段的性能不理想
。
例如，塑料封装使用灌封方式，其材料在毫米波频段损耗大
、
寄生参数大；金属封装尺寸大，不适用于小型化
、
高密度集成
、
表面贴装；高温陶瓷封装内部导线采用钨
、
锰等材料，损耗大，不适用于毫米波频段
。
因此，亟需设计一种能够满足毫米波信号对损耗
、
封装尺寸需求的封装管壳
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种多层陶瓷封装管壳结构，该多层陶瓷封装管壳结构基于
LTCC
技术制成带台阶腔室的底座，能够满足毫米波信号对信号损耗小
、
尺封装寸小的需求
。
[0005]本专利技术提供的多层陶瓷封装管壳结构采用以下技术方案：一种多层陶瓷封装管壳结构，包括盖板以及基于
LTCC
技术制成的底座；所述底座设置有上端敞口下端封闭且为上大下小的两个腔体形成的台阶腔，所述台阶腔包括位于上方的空气腔和位于下方的芯片腔；所述底座的底面设置有下表面导电层，用于与外部器件进行电连接；所述底座还设置有高频信号传输结构和低频信号传输结构；所述高频信号传输结构和所述低频信号传输结构均包括设置在所述台阶腔的台阶顶面导电层，且所述高频信号传输结构包括高频信号导电柱，所述低频信号传输结构包括低频信号导电柱，所述台阶顶面导电层和所述下表面导电层通过所述高频信号导电柱和所述低频信号导电柱连接；所述台阶顶面导电层能够通过导线与所述芯片腔的芯片电连接；所述盖板用于盖合所述底座的上端敞口
。
[0006]进一步地，所述芯片腔下方的底座内设置有若干导热柱
。
[0007]进一步地，所述高频信号导电柱周围分布有若干接地导电柱，所述底座的陶瓷基板上的若干导电层把所述接地导电柱连接起来对所述高频信号传输结构形成半包围结构；且所述高频信号传输结构与所述半包围结构构成不闭合的同轴结构和微带结构
。
[0008]进一步地，所述接地层与所述台阶顶面导电层构成微波传输线
。
[0009]进一步地，所述盖板的厚度为
0.1mm~1mm。
[0010]此外，本专利技术还提供一种多层陶瓷封装管壳组件，该组件包括上述的多层陶瓷封装管壳结构以及芯片；所述芯片设置于所述芯片腔，且所述芯片的顶面通过导线与所述台阶腔顶面导电层电连接
。
[0011]进一步地，所述芯片的顶面与所述空气腔的底面的高度差小于
0.3mm。
[0012]进一步地，所述芯片的顶面与所述空气腔的底面平齐
。
[0013]进一步地，在所述芯片的高频信号侧，所述芯片与所述芯片腔的内壁间隙为
20~300
μ
m。
[0014]进一步地，连接所述高频信号传输结构和所述芯片的导线的长度在
300
μ
m
以下
。
[0015]有益效果：
1、
多层陶瓷封装管壳结构包括盖板以及基于
LTCC
技术制成的底座；底座设置有上端敞口下端封闭且为上大下小的两个腔体形成的台阶腔，台阶腔包括位于上方的空气腔和位于下方的芯片腔；底座的底面设置有下表面导电层，用于与外部器件进行电连接；底座还设置有高频信号传输结构和低频信号传输结构；高频信号传输结构和低频信号传输结构均包括设置在台阶腔的台阶顶面导电层，且高频信号传输结构包括高频信号导电柱，低频信号传输结构包括低频信号导电柱，台阶顶面导电层和下表面导电层通过高频信号导电柱和低频信号导电柱连接；台阶顶面导电层能够通过导线与安装于芯片腔的芯片电连接；盖板用于盖合底座的上端敞口
。
[0016]如此，利用
LTCC
技术的多层陶瓷封装管壳设计带台阶腔的底座，并通过台阶腔容置芯片，能够满足毫米波信号对信号损耗小
、
封装尺寸小的需求
。
而且，芯片上方是空气腔，与塑封相比，芯片上方不被密封胶介质覆盖，避免了在介质层形成表面波，有利于芯片高频信号的传输
。
[0017]2、
芯片腔下方的底座内设置有若干导热柱，如此，芯片产生的热量能够直接通过导热柱传输到封装管壳的底部，能够满足毫米波信号对散热的需求，特别适合作为小型化低损耗毫米波表贴封装管壳，用于中低功率芯片的封装
。
[0018]3、
高频信号传输结构的高频信号导电柱周围分布有若干接地导电柱，底座的陶瓷基板上的若干导电层把接地导电柱连接起来对高频信号传输结构形成半包围结构；高频信号传输结构与半包围结构不连接，且高频信号传输结构与半包围结构构成不闭合的同轴结构和微带结构
。
[0019]如此，能够通过控制高频传输结构中高频信号导电柱的直径
、
空气腔底面的导电层的宽度
、
高频传输结构以及半包围结构的距离使芯片获得合适的阻抗，使高频传输信号匹配，而且，半包围结构能够束缚电磁波
。
[0020]4、
底座的陶瓷基板上设置有接地层，接地层与台阶顶面导电层构成微波传输线，如此，可以通过对台阶顶面导电层的宽度进行调整从而进行阻抗匹配的微调
。
[0021]5、
芯片的顶面与空气腔的底面的高度差在
0.3mm
以下，连接高频传输结构和芯片的导线长度在
300
μ
m
以下，这样使导线的长度减短了，有利于高频信号的传输
。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提供的一种多层陶瓷封装管壳组件的示意图；
图2为本专利技术提供的一种多层陶瓷封装管壳组件的纵截面示意图；图3为本专利技术提供的一种多层陶瓷封装管壳组件中底座的细节结构示意图（不包括导热柱）；图4为本专利技术提供的一种多层陶瓷封装管壳组件中的半包围结构示意图；其中：1‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多层陶瓷封装管壳结构，其特征在于，包括盖板以及基于
LTCC
技术制成的底座；所述底座设置有上端敞口下端封闭且为上大下小的两个腔体形成的台阶腔，所述台阶腔包括位于上方的空气腔和位于下方的芯片腔；所述底座的底面设置有下表面导电层，用于与外部器件进行电连接；所述底座还设置有高频信号传输结构和低频信号传输结构；所述高频信号传输结构和所述低频信号传输结构均包括设置在所述台阶腔的台阶顶面导电层，且所述高频信号传输结构包括高频信号导电柱，所述低频信号传输结构包括低频信号导电柱，所述台阶顶面导电层和所述下表面导电层通过所述高频信号导电柱和所述低频信号导电柱连接；所述台阶顶面导电层能够通过导线与安装于所述芯片腔的芯片电连接；所述盖板用于盖合所述底座的上端敞口
。2.
根据权利要求1所述的一种多层陶瓷封装管壳结构，其特征在于，所述芯片腔下方的底座内设置有若干导热柱
。3.
根据权利要求1所述的一种多层陶瓷封装管壳结构，其特征在于，所述高频信号导电柱周围分布有若干接地导电柱，所述底座的陶瓷基板上的若干导电层把所述接地导电柱连接起来对所述高频信号传输结构形成半包围结构；所述高频信号传输结构与所述半包围结构构成不闭合的同轴结构和微带结构
。4.
根据权利要求1所述的一种多层陶瓷封装管壳结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇，王啸，王旭昌，邱金勇，
申请(专利权)人：苏州博海创业微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：