具有空气腔室的天线封装结构及封装方法技术

本发明专利技术提供一种具有空气腔室的天线封装结构及封装方法，结构包括：重新布线层，重新布线层包括相对的第一面及第二面；腔室侧墙，形成于重新布线层的第二面上；基片，包括相对的第一面及第二面，基片的第一面形成有天线金属层，基片键合于腔室侧墙，基片、腔室侧墙及重新布线层围成空气腔室；天线电路芯片，天线电路芯片电性接合于重新布线层的第一面；金属凸块，形成于重新布线层的第一面，以实现重新布线层的电性引出。本发明专利技术将天线金属层下方设置为空气腔室，相比于其他封装材料来说，可以大大减小天线信号的损耗，从而有效增强天线的收发效率。

Antenna encapsulation structure with air chamber and encapsulation method

【技术实现步骤摘要】
具有空气腔室的天线封装结构及封装方法
本专利技术属于半导体封装领域，特别是涉及一种具有空气腔室的天线封装结构及封装方法。
技术介绍
由于科技的进步，发展出各种高科技的电子产品以便利人们的生活，其中包括各种电子装置，如：笔记型计算机、手机、平板电脑(PAD)等。随着这些高科技电子产品的普及以及人们需求的增加，除了这些高科技产品内所配置的各项功能与应用大幅度增加外，特别是为了配合人们移动的需求而增加了无线通讯的功能。于是，人们可以通过这些具有无线通讯功能的高科技电子装置于任何地点或是任何时刻使用这些高科技电子产品。从而大幅度的增加了这些高科技电子产品使用的灵活性与便利性，因此，人们再也不必被局限在一个固定的区域内，打破了使用范围的疆界，使得这些电子产品的应用真正地便利人们的生活。在天线的应用中，如在手机终端的应用，天线传送和接收讯号需要经过多个功能芯片模快去组合而成，已知的作法是将天线直接制作于电路板(PCB)的表面，缺点是这种作法会让天线占据额外的电路板面积，并且，因传输讯号线路长，效能差功率消耗大，封装体积较大，尤其是传统PCB封装在5G毫米波传输下损耗太大。在天线封装方面，理论上任何的材料都会造成天线的衰减和损耗。
技术实现思路
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具有空气腔室的天线封装结构及封装方法，用于解决现有技术中天线封装结构损耗较大的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种具有空气腔室的天线封装结构，所述天线封装结构包括：重新布线层，所述重新布线层包括相对的第一面及第二面；腔室侧墙，形成于所述重新布线层的第二面上；基片，包括相对的第一面及第二面，所述基片的第一面形成有天线金属层，所述基片键合于所述腔室侧墙，所述基片、腔室侧墙及所述重新布线层围成空气腔室；天线电路芯片，所述天线电路芯片电性接合于所述重新布线层的第一面；金属凸块，形成于所述重新布线层的第一面，以实现所述重新布线层的电性引出。可选地，所述腔室侧墙的材料包括硅、玻璃、金属及聚合物中的一种。可选地，所述天线电路芯片包括主动组件及被动组件中的一种或两种，其中所述主动组件包括电源管理电路、发射电路及接收电路中的一种，所述被动组件包括电阻、电容及电感中的一种。可选地，所述基片包括硅基片，所述基片的厚度范围介于50微米～100微米之间。可选地，所述基片的第一面键合于所述腔室侧墙，以使所述天线金属层封装于所述空气腔室内。可选地，所述基片的第二面键合于所述腔室侧墙，以使所述天线金属层位于所述空气腔室外。本专利技术还提供一种具有空气腔室的天线封装方法，包括步骤：1)提供一支撑基底，于所述支撑基底上形成分离层；2)于所述分离层上形成重新布线层，所述重新布线层包括与所述分离层连接的第一面以及相对的第二面；3)于所述重新布线层上形成腔室侧墙；4)提供一基片，所述基片的第一面形成有天线金属层，将所述基片的第一面或第二面与所述腔室侧墙进行键合，所述基片、腔室侧墙及所述重新布线层围成空气腔室；5)基于所述分离层剥离所述重新布线层及所述支撑基底，露出所述重新布线层的第一面；6)提供天线电路芯片，将所述天线电路芯片电性接合于所述重新布线层的第一面；7)于所述重新布线层的第一面形成金属凸块，以实现所述重新布线层的电性引出。可选地，所述支撑基底包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种。可选地，所述分离层包括光热转换层，步骤5)采用激光照射所述光热转换层，以使所述光热转换层与所述重新布线层及所述支撑基底分离，进而剥离所述重新布线层及所述支撑基底。可选地，步骤2)制作所述重新布线层包括步骤：2-1)于所述分离层表面形成第一介质层；2-2)采用溅射工艺于所述第一介质层表面形成种子层，于所述种子层上形成第一金属层，并对所述第一金属层及所述种子层进行刻蚀形成图形化的第一金属布线层；2-3)于所述图形化的第一金属布线层表面形成第二介质层，并对所述第二介质层进行刻蚀形成具有图形化通孔的第二介质层；2-4)于所述图形化通孔内填充导电栓塞，然后采用溅射工艺于所述第二介质层表面形成第二金属层，并对所述金属层进行刻蚀形成图形化的第二金属布线层。可选地，步骤3)采用印刷工艺于所述重新布线层上形成腔室侧墙。可选地，所述腔室侧墙的材料包括硅、玻璃、金属及聚合物中的一种。可选地，步骤4)包括：4-1)提供一基片，于所述基片上形成图形化的光刻胶层，所述光刻胶层的窗口显露所述基片；4-2)于所述光刻胶层及所述基片表面形成金属层；4-3)去除所述光刻胶层及所述光刻胶层上的金属层，保留所述窗口内的金属层，以形成所述天线金属层。可选地，所述基片包括硅晶圆，还包括步骤4-4)减薄所述硅晶圆，减薄后所述硅晶圆的厚度范围介于50微米～100微米之间。可选地，所述天线电路芯片包括主动组件及被动组件中的一种或两种，其中所述主动组件包括电源管理电路、发射电路及接收电路中的一种，所述被动组件包括电阻、电容及电感中的一种。可选地，步骤6)还包括于所述天线电路芯片及所述重新布线层之间填充密封保护层的步骤。可选地，所述基片的第一面键合于所述腔室侧墙，以使所述天线金属层封装于所述空气腔室内。可选地，所述基片的第二面键合于所述腔室侧墙，以使所述天线金属层位于所述空气腔室外。如上所述，本专利技术的具有空气腔室的天线封装结构及封装方法，具有以下有益效果：本专利技术可通过不同的重新布线层的线路排布将所有主动组件或被动组件集成在一个封装结构中，可有效缩小封装尺寸。本专利技术的天线电路芯片、重新布线层及天线金属等结构设置为垂直排列结构，可有效缩短组件之间传导路径，有更好的电性和天线效能，同时具有较低的功耗。本专利技术将天线金属层下方设置为空气腔室，相比于其他封装材料来说，可以大大减小天线信号的损耗，从而有效增强天线的收发效率。本专利技术可以将天线金属层封装于空气腔室内，可有效保护天线金属，避免天线金属层的损伤，提高天线封装结构的稳定性。附图说明图1～图14显示为本专利技术实施例1的具有空气腔室的天线封装方法各步骤所呈现的结构示意图，其中，图14显示为本专利技术实施例1的具有空气腔室的天线封装结构的结构示意图。图15显示为本专利技术实施例2的具有空气腔室的天线封装结构的结构示意图。元件标号说明101支撑基底102分离层201第一介质层202第一金属布线层203第二介质层204第二金属布线层205腔室侧墙601基片602光刻胶层603天线金属层401天线电路芯片402密封保护层501金属凸块具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有空气腔室的天线封装结构，其特征在于，所述天线封装结构包括：重新布线层，所述重新布线层包括相对的第一面及第二面；腔室侧墙，形成于所述重新布线层的第二面上；基片，包括相对的第一面及第二面，所述基片的第一面形成有天线金属层，所述基片键合于所述腔室侧墙，所述基片、腔室侧墙及所述重新布线层围成空气腔室；天线电路芯片，所述天线电路芯片电性接合于所述重新布线层的第一面；金属凸块，形成于所述重新布线层的第一面，以实现所述重新布线层的电性引出。

【技术特征摘要】
1.一种具有空气腔室的天线封装结构，其特征在于，所述天线封装结构包括：重新布线层，所述重新布线层包括相对的第一面及第二面；腔室侧墙，形成于所述重新布线层的第二面上；基片，包括相对的第一面及第二面，所述基片的第一面形成有天线金属层，所述基片键合于所述腔室侧墙，所述基片、腔室侧墙及所述重新布线层围成空气腔室；天线电路芯片，所述天线电路芯片电性接合于所述重新布线层的第一面；金属凸块，形成于所述重新布线层的第一面，以实现所述重新布线层的电性引出。2.根据权利要求1所述的具有空气腔室的天线封装结构，其特征在于：所述腔室侧墙的材料包括硅、玻璃、金属及聚合物中的一种。3.根据权利要求1所述的具有空气腔室的天线封装结构，其特征在于：所述天线电路芯片包括主动组件及被动组件中的一种或两种，其中所述主动组件包括电源管理电路、发射电路及接收电路中的一种，所述被动组件包括电阻、电容及电感中的一种。4.根据权利要求1所述的具有空气腔室的天线封装结构，其特征在于：所述基片包括硅基片，所述基片的厚度范围介于50微米～100微米之间。5.根据权利要求1所述的具有空气腔室的天线封装结构，其特征在于：所述基片的第一面键合于所述腔室侧墙，以使所述天线金属层封装于所述空气腔室内。6.根据权利要求1所述的具有空气腔室的天线封装结构，其特征在于：所述基片的第二面键合于所述腔室侧墙，以使所述天线金属层位于所述空气腔室外。7.一种具有空气腔室的天线封装方法，其特征在于，包括步骤：1)提供一支撑基底，于所述支撑基底上形成分离层；2)于所述分离层上形成重新布线层，所述重新布线层包括与所述分离层连接的第一面以及相对的第二面；3)于所述重新布线层上形成腔室侧墙；4)提供一基片，所述基片的第一面形成有天线金属层，将所述基片的第一面或第二面与所述腔室侧墙进行键合，所述基片、腔室侧墙及所述重新布线层围成空气腔室；5)基于所述分离层剥离所述重新布线层及所述支撑基底，露出所述重新布线层的第一面；6)提供天线电路芯片，将所述天线电路芯片电性接合于所述重新布线层的第一面；7)于所述重新布线层的第一面形成金属凸块，以实现所述重新布线层的电性引出。8.根据权利要求7所述的具有空气腔室的天线封装方法，其特征在于：所述支撑基底包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种。9.根据权利要求7所述的具有空气腔室的天线封装方法，其特征在于：所述分离层包括光热转换层，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦亨，林正忠，吴政达，
申请(专利权)人：中芯长电半导体江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32