射频器件封装及其形成方法技术

本发明专利技术涉及射频器件封装及其形成方法。一种半导体器件封装包括被配置为处理射频信号的射频前端电路、第一天线、天线基板和第一导电屏障。第一天线被配置为发射/接收第一射频信号。天线基板包括第一天线。天线基板被配置为在射频前端电路和第一天线之间传送第一射频信号。第一导电屏障被配置为将第一天线电磁隔离和静电隔离。

RF device encapsulation and its formation method

The invention relates to a radio frequency device encapsulation and a forming method thereof. A semiconductor device package includes a radio frequency front-end circuit configured to process radio frequency signals, a first antenna, an antenna substrate, and a first conductive barrier. The first antenna is configured to transmit / receive the first radio frequency signal. The antenna substrate includes the first antenna. The antenna substrate is configured to transmit the first radio frequency signal between the RF front-end circuit and the first antenna. The first conductive barrier is configured for electromagnetic isolation and electrostatic isolation of the first antenna.

【技术实现步骤摘要】
射频器件封装及其形成方法
本专利技术一般涉及射频电子器件，并且在特定实施例中涉及射频电子器件封装及其形成方法。
技术介绍
由于低成本半导体技术的快速发展，诸如平板、智能电话和智能手表的便携式设备近来变得流行。利用多个天线元件的射频器件、诸如可以检测用户运动的雷达传感器(称为手势传感器)可以被配置在便携式设备中作为控制该设备的功能的接口。许多便携式设备必须很小，因此希望具有减小的外形尺寸的嵌入式雷达系统。嵌入在射频(RF)雷达系统的芯片封装中的天线元件占总封装尺寸的很大比例。因此，在集成RF多天线系统的封装设计期间，天线位置可能是优先考虑的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，一种半导体器件封装包括被配置为处理射频信号的射频前端电路、第一天线、天线基板和第一导电屏障。第一天线被配置为发射/接收第一射频信号。天线基板包括第一天线。天线基板被配置为在射频前端电路和第一天线之间传送第一射频信号。第一导电屏障被配置为将第一天线电磁隔离和静电隔离。根据本专利技术的另一实施例，一种半导体器件封装包括集成电路芯片。集成电路芯片包括用于发射/接收射频信号的射频前端电路。半导体器件封装还包括布置在集成电路芯片的第一表面之上的天线基板。天线基板包括第一天线和第一导电屏障。第一导电屏障具有在垂直于天线基板的第一表面的方向上延伸的侧面。第一导电屏障沿着第一天线的外围布置。根据本专利技术的又一实施例，一种形成射频器件封装的方法包括形成包括射频前端电路的集成电路芯片，提供天线基板，在天线基板处形成第一天线，以及在天线基板处形成第一导电屏障。沿着第一天线的外围形成第一导电屏障。该方法还包括将集成电路芯片附接到天线基板的第一表面。附接包括将第一天线耦合到射频前端电路。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考以下结合附图的描述，其中：图1A-图1D图示了根据本专利技术的一个实施例的包括多个天线的射频器件封装，其中图1A图示了射频器件封装的俯视图，其中图1B图示了射频器件封装的仰视图，其中图1C图示了射频器件封装的一个区域的横截面图，以及其中图1D图示了射频器件封装的另一区域的横截面图；图2图示了根据本专利技术的一个实施例的射频器件封装的三维视图；图3A和图3B图示了根据本专利技术的实施例的射频器件封装的示意性布局的俯视图，其中图3A图示了包括单端贴片天线的射频器件封装的示意性布局的俯视图，其中图3B图示了包括差分贴片天线的射频器件封装的示意性布局的俯视图；图4图示了根据本专利技术的实施例的天线的仰视图；图5A-图5G图示了根据本专利技术的实施例的射频器件封装的示意性布局的俯视图，其中图5A图示了包括一个发射器和两个接收器的射频器件封装的示意性布局的俯视图，其中图5B图示了包括一个发射器和四个接收器的射频器件封装的示意性布局的俯视图，其中图5C图示了包括两个发射器和四个接收器的射频器件封装的示意性布局的俯视图，其中图5D图示了包括一个发射器和七个接收器的射频器件封装的示意性布局的俯视图，其中图5E图示了包括单端贴片天线的4×4阵列的射频器件封装的示意性布局的俯视图，其中图5F图示了包括差分贴片天线的4×4阵列的射频器件封装的示意性布局的俯视图，以及其中图5G图示了包括天线元件的8×8阵列的射频器件封装的示意性布局的俯视图；图6A-图6D图示了根据本专利技术的附加的实施例的天线的俯视图，其中图6A图示了包括通孔和矩形通孔的天线的俯视图，其中图6B图示了包括方形通孔和矩形通孔的天线的俯视图，其中图6C图示了包括方形通孔和导电墙的天线的俯视图，其中图6D图示了包括方形通孔和矩形通孔的天线的俯视图；图7图示了根据本专利技术的一个实施例的包括射频前端电路和一个或多个天线的半导体器件封装的功能性框图；以及图8图示了根据本专利技术的一个实施例的形成射频封装器件的方法。除非另外指示，否则不同附图中的对应数字和符号通常指代对应部分。附图被绘制以清楚地图示实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。附图中绘制的特征的边缘不一定指示特征的范围的终止。具体实施方式下面详细讨论各种实施例的制作和使用。然而，应当理解，本文描述的各种实施例适用于各种各样的具体环境。所讨论的具体实施例仅仅是制作和使用各种实施例的具体方式的说明，而不应当以受限的范围解释。在诸如汽车雷达、工业雷达、手势传感器和运动检测器的多种应用中使用多个天线元件。感测应用包括储罐中的液面监控、智能照明控制、安全系统、智能开门器以及车辆防碰撞等。当物体的角度位置的检测非常重要时，主要使用多通道雷达系统来代替单通道系统。在电信应用中，例如，在使用诸如在28GHz的第五代(5G)移动技术的高频的应用中，多通道收发器可用于需要波束形成的点对点通信。在诸如具有多个天线元件的手势传感器系统的多通道实施方式中，天线元件的尺寸和间隔是基于所需的操作频率。例如，在60GHz，两个天线元件之间的距离可以是3mm至3.5mm。扇出式封装可用于将天线元件集成到射频器件封装中。即，扇出式封装可以用于射频器件封装，其包含集成天线元件，包括被设计成接收、处理和发射射频信号的电路的集成电路芯片，以及用于将部件耦合在一起的各种传输线和互连。然而，对于某些应用，大尺寸的最终器件封装可能是禁止的。另外，在印刷电路板(PCB)上可能需要特定的地平面定义，进一步限制了设计考虑。换句话说，封装设计可能会限制PCB设计，因为诸如天线元件、集成电路芯片和传输线的部件具有基于所需操作的尺寸要求。如果天线元件靠近在一起，则多个天线元件可能会与彼此以及与射频器件封装内的其他电子部件干扰。在某些情况下，这会限制射频器件封装的总体尺寸。以下实施例通过利用过孔来隔离射频器件封装中的天线元件，提供了优于常规射频器件封装的各种优点。下面提供的本专利技术的实施例描述了射频器件封装的各种结构以及制造射频器件封装的各种方法，特别是，具有优于常规射频器件封装的优势的、使用过孔将多个天线元件与其他器件元件隔离的层压式封装。以下描述描述了各种实施例。将使用图1-图3来描述一个实施例射频器件封装。将使用图4来描述射频器件封装中的一个实施例天线元件。将使用图5来描述射频器件封装的几个备选实施例示意性布局。将使用图6来描述各种备选实施例的天线元件。将使用图7来描述包括射频前端电路和一个或多个天线的半导体封装的一个实施例功能性框图。将使用图8来描述形成射频器件封装的一个实施例方法。图1A-图1D图示了根据本专利技术的一个实施例的包括多个天线的射频器件封装，其中图1A图示了射频器件封装的俯视图，图1B图示了射频器件封装的仰视图，以及图1C和图1D图示了射频器件封装的不同区域的横截面图。参考图1A，射频器件的多个天线40被布置在射频器件封装的顶表面上。每个天线40可以被配置为接收和/或发射无线电信号。例如，在各种实施例中，如图1A中所示，一些天线40可以是接收天线41而一些天线40可以是发射天线42。在其他实施例中，一个或多个天线40可以是被配置为接收和发射无线电信号的收发器。在各种实施例中，天线40可以包括导电材料。例如，在一个实施例中，天线40包括铜(Cu)。在一些实施例中，由不同的导电材料制成的天线可以存在于相同的射频器件封装中。可以通过对特定波长或波长组(例如频带)的所需的响应来确定天线40的尺寸。在各种实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件封装，包括：射频前端电路，被配置为处理射频信号；第一天线，被配置为发射/接收第一射频信号；天线基板，包括所述第一天线并且被配置为在所述射频前端电路和所述第一天线之间传送所述第一射频信号；以及第一导电屏障，被配置为将所述第一天线电磁隔离和静电隔离。

【技术特征摘要】
2017.01.30 US 15/419,2251.一种半导体器件封装，包括：射频前端电路，被配置为处理射频信号；第一天线，被配置为发射/接收第一射频信号；天线基板，包括所述第一天线并且被配置为在所述射频前端电路和所述第一天线之间传送所述第一射频信号；以及第一导电屏障，被配置为将所述第一天线电磁隔离和静电隔离。2.根据权利要求1所述的半导体器件封装，其中所述天线基板还包括：第二天线，被配置为发射/接收第二射频信号，其中所述天线基板还包括所述第二天线，并且被配置为在所述射频前端电路与所述第二天线之间传送所述第二射频信号；以及第二导电屏障，被配置为将所述第二天线电磁隔离和静电隔离。3.根据权利要求2所述的半导体器件封装，其中所述第一天线被配置为仅接收所述第一射频信号，并且其中所述第二天线被配置为仅发射所述第二射频信号。4.根据权利要求1所述的半导体器件封装，其中所述射频信号包括在55GHz与65GHz之间的频率，并且其中所述第一天线的增益为大约6dBi。5.一种半导体器件封装，包括：集成电路芯片，包括用于发射/接收射频信号的射频前端电路；以及天线基板，布置在所述集成电路芯片的第一表面之上，所述天线基板包括：第一天线，和第一导电屏障，具有在垂直于所述天线基板的第一表面的方向上延伸的侧面，其中所述第一导电屏障沿着所述第一天线的外围布置。6.根据权利要求5所述的半导体器件封装，其中所述第一导电屏障在垂直于所述天线基板的所述第一表面的方向上从所述天线基板的所述第一表面延伸到所述天线基板的第二表面。7.根据权利要求5所述的半导体器件封装，其中所述第一导电屏障至少沿着所述第一天线的两个相邻侧。8.根据权利要求5所述的半导体器件封装，其中所述第一导电屏障围绕所述第一天线的所有侧。9.根据权利要求5所述的半导体器件封装，其中所述第一导电屏障仅沿着所述天线基板的边缘布置。10.根据权利要求5所述的半导体器件封装，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴赫蒂，W·莱斯，S·特罗塔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE