基于LCP基板的封装外壳制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于LCP基板的封装外壳，包括一个多层LCP基板组成层层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层之间通过各中间粘结层结合；LCP基板组成层包括位于层压结构最底层的底部焊盘层，位于层压结构中部的芯片装片层，位于层压结构顶层的密封层，密封层之下的键合层；LCP基板组成层还包括设在底部焊盘层和芯片装片层之间的至少一层布线互联层，设在键合层与芯片装片层之间的至少一层布线互联层；该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接；在芯片装片层上具有一块芯片粘接区，在芯片装片层上方的各层与芯片粘接区对应位置设有开口，共同叠加形成容纳芯片的空腔。本外壳具有优异的高频特性和气密性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于集成电路制造
，涉及一种在高密度封装中的塑料封装空腔型外壳，用于微波、毫米波等高频应用的高可靠封装，具体地说是一种具有空腔结构、密封区的LCP封装外壳。
技术介绍
目前，集成电路高密度封装主要有两种技术方式：一种是采用高温共烧陶瓷技术的具有空腔结构的多层陶瓷封装，另一种是采用多层PCB基板作为芯片衬底材料的塑料封装。二者均采用了多层布线技术，都可以实现较高的封装密度。由于采用的是不同的封装介质材料及不同的工艺途径，二者有各自的特点，其应用领域也不尽相同。陶瓷封装的最大优点是可靠性高，由于陶瓷具有高气密性、高机械强度、高的热导率、优良的耐腐蚀性等优点，广泛应用于航空、航天、军用、工业控制等领域。但陶瓷材料的高频特性并不理想，其介电常数较高，是普通PCB材料的两倍左右，因此在微波、毫米波等高频电路使用中受到很大限制。另外，陶瓷材料密度较大，而且陶瓷外壳制造工艺较复杂，加工周期、成本都远高于塑料封装，不容易实现小型化、轻量化及低成本化。塑料封装的优点是成本低，工艺相对简单，容易实现大规模化生产。而且由于基于环氧树脂的PCB基板具有较低的介电常数，其高频性能要优于陶瓷外壳。其最大不足是普通PCB材料的渗水汽性能较差，无法做到气密封装，而且普通PCB材料的耐高温性能也远低于陶瓷材料。这些不足限制了塑料封装在高可靠集成电路封装中的应用。其主要应用领域是消费类电子。
技术实现思路
本技术的目的在于弥补高温共烧陶瓷外壳在高频性能方面的不足、以及普通塑料封装基板无法实现较高气密性的不足，通过提供一种基于LCP基板的封装外壳，满足微波、毫米波等高频器件的较高气密性封装要求。本技术采用的技术方案是：一种基于LCP基板的封装外壳，包括一个多层LCP基板组成层层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层之间通过各中间粘结层结合；LCP基板组成层包括位于层压结构最底层的底部焊盘层，位于层压结构中部的芯片装片层，位于层压结构顶层的密封层，密封层之下与密封层结合的键合层；LCP基板组成层还包括设在底部焊盘层和芯片装片层之间的至少一层布线互联层，设在键合层与芯片装片层之间的至少一层布线互联层；该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接；在芯片装片层上具有一块芯片粘接区，在芯片装片层上方的各层与芯片粘接区对应位置设有开口；其中，键合层及键合层至芯片装片层之间的各层上的开口与用于封装的芯片尺寸相匹配，共同叠加形成容纳芯片的空腔；键合层上的开口周围设有键合指；密封层及密封层与键合层间的第一中间粘结层上的开口围绕键合指设置，并且在密封层的开口周围设有一圈密封区。进一步地，所述密封层上的密封区镀有镍金镀层。进一步地，所述键合层上的键合指镀有镍金镀层。进一步地，所述芯片装片层上的芯片粘接区镀有镍金镀层。进一步地，LCP基板组成层采用LCP单层覆铜基板。进一步地，中间粘结层采用LCP薄膜基板。本技术的优点在于：（1）、与高温共烧陶瓷外壳相比，本技术外壳具有更低的介电常数和介质损耗，正常工作频率可超过40GHz；（2）、与高温共烧陶瓷外壳相比，本技术外壳由于采用了覆铜LCP基板，其布线密度更高，可实现更高密度的封装；（3）、与普通基于PCB材料的封装基板相比，本技术外壳由于采用了空腔结构和具有几乎气密性的LCP材料，可实现近似气密封装，能提供对所封装芯片的更好保护；（4）、本技术外壳在相同尺寸下重量更轻，容易实现高可靠高密度封装的轻量化。附图说明图1为本技术的俯视示意图。图2为本技术的成品立体图。图3为本技术的实施例各层结构分解图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1、图２、图3所示：本技术提出了一种具有空腔结构的LCP基板封装外壳。LCP即液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer)，是一种具有杰出性能的聚合物。如图1～图3所示，基于LCP基板的封装外壳包括一个多层LCP基板组成层10层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层10之间通过各中间粘结层20结合；其中，各LCP基板组成层10采用LCP单层覆铜基板制作。各中间粘结层20采用LCP薄膜基板制作。LCP基板组成层10包括位于层压结构最底层的底部焊盘层101，位于层压结构中部的芯片装片层102，位于层压结构顶层的密封层103，密封层103之下与密封层103结合的键合层104；LCP基板组成层10还包括设在底部焊盘层101和芯片装片层102之间的至少一层布线互联层105，设在键合层104与芯片装片层102之间的至少一层布线互联层105。该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接。中间粘结层20的数量取决于LCP基板组成层10的数量，本例中包括自上而下的分别位于相邻两层LCP基板组成层10间的第一中间粘结层201、第二中间粘结层202、第三中间粘结层203、第四中间粘结层204、第五中间粘结层205、第六中间粘结层206、第七中间粘结层207。在芯片装片层102上具有一块芯片粘接区1021，在芯片装片层102上方的各层与芯片粘接区1021对应位置设有开口；其中，键合层104及键合层104至芯片装片层102之间的各层上的开口与用于封装的芯片尺寸相匹配，共同叠加形成容纳芯片的空腔30。布线互联层105可实现较为复杂的结构内布线，以及用作电源层和地线层。键合层104上的开口周围设有键合指1041；密封层103及密封层103与键合层104间的第一中间粘结层201上的开口围绕键合指1041设置，并且在密封层103的开口周围设有一圈金属密封区1031。密封区1031与键合指1041可以不连接，或者通过少量过孔实现电气连接，比如必要的地线连接。可在密封区1031采用焊接温度低于280度的低温焊料实现气密封帽，或采用高性能密封胶进行粘盖封帽以实现近似气密封装。该基于LCP基板的封装外壳可采用下述制备方法制作：步骤一，采用LCP单层覆铜基板分别制作所有的LCP基板组成层10，包括：底部焊盘层101、芯片装片层102、密封层103、键合层104和各布线互联层105；步骤二，采用熔点比LCP单层覆铜基板低的LCP薄膜制作与LCP基板组成层10尺寸相同的多个中间粘接层20；步骤三，对需要进行开口的LCP基板组成层10和中间粘接层20（即芯片装片层102上方的各层）进行对位开口；为实现一次生产多个封装外壳，可在需要进行开口的各LCP基板组成层10和中间粘接层20按照阵列结构开多个开口；按照层间所需的电气连接关系在各LCP基板组成层10和中间粘接层20上冲孔；步骤四，在底部焊盘层101上制作底部焊盘，在芯片装片层102上制作芯片粘接区1021，芯片粘接区1021与步骤三中的各层开口位置相对应；在密封层103的开口周围制作金属密封区1031，在键合层104上的开口周围制作键合指1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LCP基板的封装外壳，其特征在于，包括一个多层LCP基板组成层(10)层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层(10)之间通过各中间粘结层(20)结合；LCP基板组成层(10)包括位于层压结构最底层的底部焊盘层(101)，位于层压结构中部的芯片装片层(102)，位于层压结构顶层的密封层(103)，密封层(103)之下与密封层(103)结合的键合层(104)；LCP基板组成层(10)还包括设在底部焊盘层(101)和芯片装片层(102)之间的至少一层布线互联层(105)，设在键合层(104)与芯片装片层(102)之间的至少一层布线互联层(105)；该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接；在芯片装片层(102上具有一块芯片粘接区(1021)，在芯片装片层(102)上方的各层与芯片粘接区(1021)对应位置设有开口；其中，键合层(104)及键合层(104)至芯片装片层(102)之间的各层上的开口与用于封装的芯片尺寸相匹配，共同叠加形成容纳芯片的空腔(30)；键合层(104)上的开口周围设有键合指(1041)；密封层(103)及密封层(103)与键合层(104)间的第一中间粘结层(201)上的开口围绕键合指(1041)设置，并且在密封层(103)的开口周围设有一圈密封区(1031)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于LCP基板的封装外壳，其特征在于，包括一个多层LCP基板组成层(10)层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层(10)之间通过各中间粘结层(20)结合；
LCP基板组成层(10)包括位于层压结构最底层的底部焊盘层(101)，位于层压结构中部的芯片装片层(102)，位于层压结构顶层的密封层(103)，密封层(103)之下与密封层(103)结合的键合层(104)；
LCP基板组成层(10)还包括设在底部焊盘层(101)和芯片装片层(102)之间的至少一层布线互联层(105)，设在键合层(104)与芯片装片层(102)之间的至少一层布线互联层(105)；
该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接；
在芯片装片层(102上具有一块芯片粘接区(1021)，在芯片装片层(102)上方的各层与芯片粘接区(1021)对应位置设有开口；其中，键合层(104)及键合层(104)至芯片装片层(102)之间的各层上的开口与用于封装的芯片尺寸相匹配，共同叠加形成容纳芯片的空...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖汉武，
申请(专利权)人：无锡中微高科电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32