射频前端芯片集成模块和射频前端芯片集成方法技术

本申请提供一种射频前端芯片集成模块和射频前端芯片集成方法，其中射频前端芯片集成模块，包括第一管芯和第二管芯，其中第一管芯用于放大射频功率，第二管芯为射频开关管芯、控制器管芯或输出匹配网络管芯中的至少一个；所述第一管芯表面设置有第一管芯结合部，第二管芯表面设置有与所述第一管芯结合部相对且电气互连的第二管芯结合部，通过第一管芯结合部和第二管芯结合部电气相连，实现第一管芯与第二管芯堆叠连接，第一管芯与第二管芯的集成为三维集成，也即立体集成，相对于现有技术中管芯与管芯之间的二维集成，节省了芯片封装空间，提高了射频前端芯片的集成度。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及半导体制作领域，特别涉及射频前端芯片集成模块和射频前端芯片集成方法。

技术介绍

随着无线移动通信系统所支持的模式及频段的不断增加，当前无线通信移动终端的射频前端架构也变得越来越复杂。
如图1所示，为典型的GSM(全球移动通信系统，GlobalSystemforMobileCommunication)射频前端芯片，该芯片101具有多个电气管脚RFin1、RFin2、ANT、RX1、RX2、VCC1、VCC2、VC1、VC2、VC3、VC4、GND等。所述GSM射频前端芯片101中包括了多个管芯102、103、106、107，其中102为采用GaAs(砷化镓)工艺制造的射频功率放大器管芯，其上制造了GSM高频段及GSM低频段射频功率放大器电路；103采用IPD(IntegratedPassiveDevice，集成无源器件)工艺制造的输出匹配网络管芯，实现GSM高频段及GSM低频段射频功率放大器的部分输出匹配网络；106为采用CMOS工艺制造的CMOS控制器管芯；107为采用SOI工艺制造的SP4T射频天线开关管芯；管芯102、103、106、107贴装在一个多层层压基板(Laminate)上。
如图所示，在基板上，利用其多层金属走线设计了平面螺旋电感104A、104B，和电气互连金属走线104C、104D、104E、104F等，并有层间互联通孔105A、105B、105C、105D实现多层金属走线的电气互联；所述基板上的平面螺旋电感104A、104B，金属走线104C、104D、104E、104F，与制造于IPD管芯103之上的电感、电容元件，以及多根键合引线108共同组成了所述GSM射频功率放大器高频段及低频段的输出匹配网络。其中，在高频下，金属走线104C、104D、104E、104F起直线电感作用。
多根键合引线108中的一部分用于将各个管芯上的管脚(pad)连接到基板的相应金属走线之上或连接到别的管芯的相应管脚之上。尽管未在图1中示出，本领域专业技术人员众所周知，通常射频前端芯片中普遍使用表面贴装元件(SMD，SurfaceMountedDevice)电容及电感；因此，可以看到射频前端芯片中需要集成多种不同工艺的管芯，且所有管芯之间以及管芯与封装基板之间的电气互连通过键合引线或SMD的方式实现，形成二维集成，集成度低、体积大。相对上述简单的GSM射频前端芯片，用于2G、3G、4G模式的多模多频(MMMB，Multi-ModeMulti-Band)射频前端芯片具有更加复杂的架构，其集成体积将更大，不能满足人们对射频前端芯片体积小、集成度高的要求。
因此，需要一种新的射频前端芯片集成方式，实现管芯与管芯的高密度异质集成。

技术实现思路

有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种射频前端芯片集成模块和射频前端芯片集成方法，以解决现有技术中射频前端芯片集成方式中管芯与管芯集成度低的问题。
所述射频前端芯片集成模块包括：至少一个用于放大射频功率的第一管芯，所述第一管芯表面设置有第一管芯结合部；至少一个第二管芯，所述第二管芯为射频开关管芯、控制器管芯或输出匹配网络管芯中的至少一个，所述第二管芯表面至少设置有与所述第一管芯结合部相对且电气互连的第二管芯结合部。
优选地，所述第一管芯结合部为凸出于所述第一管芯表面的凸点。
优选地，所述凸点为铜凸柱或者锡球。
优选地，所述第二管芯结合部为位于所述第二管芯表面上的焊盘。
优选地，所述第一管芯为采用GaAs工艺制作而成的GaAs管芯，所述第一管芯结合部为GaAs管芯结合部。
优选地，所述第二管芯为采用SOI工艺制作而成的SOI管芯，所述第二管芯结合部为SOI管芯结合部。
优选地，所述第二管芯为采用CMOS工艺制作而成的CMOS管芯，所述第二管芯结合部为CMOS管芯结合部。
优选地，所述射频前端芯片集成模块还包括封装基板，所述第二管芯贴装在所述封装基板上。
优选地，所述第二管芯结合部为焊盘，所述封装基板上设置有封装基板焊盘，所述第二管芯上的焊盘通过键合引线连接到所述封装基板焊盘上。
优选地，所述第二管芯结合部为焊盘，所述封装基板上设置有与所述第二管芯结合部相对的封装基板焊盘，所述第二管芯上的焊盘通过铜凸柱或锡球连接到所述封装基板焊盘上。
优选地，所述第二管芯中还包括多个晶圆通孔，所述晶圆通孔用于将所述第二管芯顶层电路与所述第二管芯的底层电路连接。
一种射频前端芯片集成方法，包括以下步骤：
提供第一管芯和第二管芯，所述第一管芯表面设置有第一管芯结合部；所述第二管芯表面至少设置有与所述第一管芯结合部相对的第二管芯结合部；其中，所述第一管芯为用于放大射频功率的管芯，所述第二管芯为射频开关管芯、控制器管芯或输出匹配网络管芯中的至少一个；将所述第一管芯结合部与所述第二管芯结合部电气连接。
经由上述技术方案可知，本专利技术提供的射频前端芯片集成模块，包括第一管芯和第二管芯，其中第一管芯用于放大射频功率，第二管芯为射频开关管芯、控制器管芯或输出匹配网络管芯中的至少一个；所述第一管芯表面设置有第一管芯结合部，第二管芯表面设置有与所述第一管芯结合部相对且电气互连的第二管芯结合部，通过第一管芯结合部和第二管芯结合部电气相连，实现第一管芯与第二管芯堆叠连接，第一管芯与第二管芯的集成为三维集成，也即立体集成，相对于现有技术中管芯与管芯之间的二维集成，节省了芯片封装空间，提高了射频前端芯片的集成度。
附图说明
为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有的GSM射频前端芯片；
图2为本专利技术实施例一提供的一种射频前端芯片集成模块的剖面图；
图3a为本专利技术实施例二提供的一种射频前端芯片集成模块的剖面图；
图3b为图3a所示射频前端芯片集成模块的俯视图；
图4a为本专利技术实施例三提供的一种射频前端芯片集成模块的剖面图；
图4b为图4a所示射频前端芯片集成模块的俯视图；
图5a为本专利技术实施例四提供的一种射频前端芯片集成模块的剖面图；
图5b为图5a所示射频前端芯片集成模块的俯视图；
图6为本专利技术实施例五提供的一种射频前端芯片集成模块的剖面图。
具体实施方式
下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例一
本实施例提供一种射频前端芯片集成模块，应用于射频前端集成电路，如图2所示，包括：至少一个用于放大射频功率的第一管芯201，第一管芯201表面设置有第一管芯结合部205；至少一个第二管芯202，第二管芯202为射频开关管芯、控制器管芯或输出匹配网络管芯中的至少一个，第二管芯202表面至少设置有与第一管芯结合部205相对且电气互连的第二管芯结合部206。
本实施例中对第一管芯2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频前端芯片集成模块，应用于射频前端集成电路，其特征在于，包括：至少一个用于放大射频功率的第一管芯，所述第一管芯表面设置有第一管芯结合部；至少一个第二管芯，所述第二管芯为射频开关管芯、控制器管芯或输出匹配网络管芯中的至少一个，所述第二管芯表面至少设置有与所述第一管芯结合部相对且电气互连的第二管芯结合部。

【技术特征摘要】
1.一种射频前端芯片集成模块，应用于射频前端集成电路，其特征在于，
包括：
至少一个用于放大射频功率的第一管芯，所述第一管芯表面设置有第一
管芯结合部；
至少一个第二管芯，所述第二管芯为射频开关管芯、控制器管芯或输出
匹配网络管芯中的至少一个，所述第二管芯表面至少设置有与所述第一管芯
结合部相对且电气互连的第二管芯结合部。
2.根据权利要求1所述的射频前端芯片集成模块，其特征在于，所述第
一管芯结合部为凸出于所述第一管芯表面的凸点。
3.根据权利要求2所述的射频前端芯片集成模块，其特征在于，所述凸
点为铜凸柱或者锡球。
4.根据权利要求1所述的射频前端芯片集成模块，其特征在于，所述第
二管芯结合部为位于所述第二管芯表面上的焊盘。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的射频前端芯片集成模块，其特征在
于，所述第一管芯为采用GaAs工艺制作而成的GaAs管芯，所述第一管芯结
合部为GaAs管芯结合部。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的射频前端芯片集成模块，其特征在
于，所述第二管芯为采用SOI工艺制作而成的SOI管芯，所述第二管芯结合
部为SOI管芯结合部。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的射频前端芯片集成模块，其特征在
于，所述第二管芯为采用CMOS工艺制作而成的CMOS管芯，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈高鹏，赵冬末，陈俊，张德林，
申请(专利权)人：宜确半导体苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32