天线射频前端封装制造方法技术

本公开提供一种天线射频前端封装制造方法，包括：步骤S1：在基板上制作完成的天线网络模块；步骤S2：将步骤S1完成的天线网络模块反转并进行芯片倒装及塑封；步骤S3：在步骤S2完成的塑封层表面制备金属层并进行刻蚀生成表面电路网络；步骤S4：在步骤S3完成的表面电路网络中的引出焊盘上制备电气连接孔；以及步骤S5：在所述电路网络表面行植球操作，完成天线射频前端封装制造；该方法基于传统成熟的基板制作工艺，将射频芯片组装在天线的背面，并塑封起来，提高了封装的可靠性。

Manufacturing method of antenna RF front end package

【技术实现步骤摘要】
天线射频前端封装制造方法
本公开涉及射频芯片及天线集成
，尤其涉及一种天线射频前端封装制造方法。
技术介绍
伴随着5G通信技术到来，射频前端的集成度将会大大提高，并且在毫米波通信中，信号在空气中的损耗大大增加，同时信号在射频芯片和天线之间的传输损耗很大，严重影响信号的对外辐射能力。因此要求天线与射频芯片之间的电路连接最短，以减小互连损耗。因此将天线与射频前端封装在一起形成一个模块的天线封装AIP(antennainpackage)技术变得格外重要。同时在消费便携式移动通行产品中，对设备的小型化要求越加严苛。为减小信号的互连损耗，需要将传输射频信号的互连做得足够短，并使用介电损耗较小的介质。在现有的天线封装技术中，大多是将射频芯片通过倒装的方式组装到天线的背面，并通过BGA(BallGridArray，球栅阵列)与外电路相连，BGA焊球与芯片处于同一平面，分布在芯片四周，焊球高度大于芯片高度，但该方法可靠性较低。公开内容(一)要解决的技术问题基于上述问题，本公开提供了一种天线射频前端封装制造方法，以缓解现有技术中将射频芯片通过倒装的方式组装到天线的背面时，通过球栅阵列外电路相连，但可靠性较低等技术问题。(二)技术方案本公开提供一种天线射频前端封装制造方法，包括：步骤S1：在基板上制作完成的天线网络模块；步骤S2：将步骤S1完成的天线网络模块反转并进行芯片倒装及塑封；步骤S3：在步骤S2完成的塑封层表面制备金属层并进行刻蚀生成表面电路网络；r>步骤S4：在步骤S3完成的表面电路网络中的引出焊盘上制备电气连接孔；以及步骤S5：在所述电路网络表面行植球操作，完成天线射频前端封装。在本公开实施例中，步骤S1中所述天线网络模块包括：天线贴片、过孔、天线馈线、介质基板、以及焊盘；所述焊盘用于芯片组装和引出外电路；所述天线贴片和焊盘位于天线网络模块的相对表面。在本公开实施例中，所述天线馈线或过孔通过最短的方式从天线贴片处连接到焊盘。在本公开实施例中，所述步骤S2包括：步骤S21：将步骤S1完成的天线网络模块反转；步骤S22：在反转后的天线网络模块表面的焊盘上焊接芯片；以及步骤S23：对焊接后的芯片进行塑封制成塑封层。在本公开实施例中，步骤S22中所述芯片包括：射频芯片、数字控制芯片、基带芯片中任意一种。在本公开实施例中，步骤S23中所述塑封层的制备材料包括：环氧树脂、环氧有机硅杂物、有机硅中至少一种。在本公开实施例中，步骤S23中所述塑封层的制备材料包括：热塑性有机化合物。在本公开实施例中，所述步骤S3包括：步骤S31：在步骤S2完成的塑封层表面制备金属层；以及步骤S32：对步骤S31制备的金属层进行图像化处理，制成表面电路网络。在本公开实施例中，所述步骤S4包括：步骤S41：在表面电路网络中的引出焊盘上钻通孔；步骤S42：在步骤S41所钻的孔道内壁电镀金属层；步骤S43：步骤S42孔道内壁电镀金属层后对不需要电气性能的孔道部分进行背钻处理；以及步骤S44：将步骤S43背钻处理后的钻孔孔道进行回填。在本公开实施例中，步骤S44中回填材料与天线基板材料相同或介电常数相同的有机材料。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开一种天线射频前端封装制造方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：(1)封装的可靠性高；(2)工艺成熟、制作周期短、开发成本低；(3)可将其它无源器件和控制芯片与射频芯片组装在同一个平面上，实现高密度低剖面集成。附图说明图1为本公开实施例天线射频前端封装制造方法的流程示意图。图2为本公开实施例步骤S1中在基板上制作完成天线网络模块部分的截面结构示意图。图3为将图2中制作好的天线网络模块翻转180°后的截面示意图。图4为图3所示结构进行芯片倒装后的截面示意图。图5为图4所示芯片倒装流程完成后进行塑封准备的截面示意图。图6为图4所示芯片外形成塑封层后的截面示意图。图7为图6所示塑封层表面形成一层金属层后的截面示意图。图8为对图7所示的金属层进行图形化处理后形成表面电路网络的截面示意图。图9为对图7所示的表面电路网络中的焊盘处进行钻孔后的截面示意图。图10为对图9所示的钻孔孔道内壁进行电镀金属后的截面结构示意图。图11为对图10所示电镀金属后的钻孔孔道不需要电气性能的部分进行背钻处理后的截面示意图。图12为对图11所示背钻处理后的孔道进行回填后的截面示意图。图13为完成孔道回填后在电路网络表面进行植球从而完成天线射频前端封装的截面示意图。具体实施方式本公开提供了一种天线射频前端封装制造方法，该方法基于传统成熟的基板制作工艺，将射频芯片组装在天线的背面，并塑封起来，提高了封装的可靠性。相较于使用晶圆级封装，具有工艺成熟、制作周期短、开发成本低的优势。该方法将射频芯片组装在天线基板的背面，保证天线与射频器件之间的最短互连，同时可将其它无源器件和控制芯片与射频芯片组装在同一个平面上，实现高密度低剖面集成。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。在本公开实施例中，提供一种天线射频前端封装制造方法，如图1所示，所述的天线射频前端封装制造方法，包括如下步骤：步骤S1：在基板上制作完成的天线网络模块；所述天线网络模块包括：天线贴片、过孔、天线馈线、介质基板和焊盘，所述焊盘用于芯片组装和引出外电路；图2所示，在基板上制作完成的天线网络部分，其中包含了天线功能所需的各个部分，包括天线、过孔、介质基板、接地平面和为芯片组装和引出外电路所预留的焊盘，即芯片键合焊盘及外电路引出焊盘；该过程使用常规天线制作方法完成，天线馈线或者过孔通过最短或尽量短的方式从天线贴片处连接到焊盘，以最大限度降低射频信号的互连损耗，并使结构更加紧凑。步骤S2：将步骤S1完成的天线网络模块反转并进行芯片倒装及塑封；所述步骤S2具体包括：步骤S21：将步骤S1完成的天线网络模块反转；图3是将图2中制作好的天线网络模块翻转180°后的截面图，翻转的目的是为了在天线阵列的背面组装芯片，以该模块作为组装芯片的基板，芯片键合焊盘以及外电路引出焊盘翻转后位于模块的最上层，用坐标-z表示。步骤S22：在反转后的天线网络模块表面的焊盘上焊接芯片；图4所示是在完成图3所示流程后进行芯片倒装的截面图，通过回流工艺将芯片倒装焊接在天线基板提前制作好的焊盘上，所述芯片包括：射频芯片或者其它数字控制芯片和基带芯片，同时也可以包含其它无源器件等。步骤S23：对焊接后的芯片进行塑封制成塑封层；图5所示是在图4所示芯片贴装流程完成的基础上进行塑封的截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线射频前端封装制造方法，包括：/n步骤S1：在基板上制作完成的天线网络模块；/n步骤S2：将步骤S1完成的天线网络模块反转并进行芯片倒装及塑封；/n步骤S3：在步骤S2完成的塑封层表面制备金属层并进行刻蚀生成表面电路网络；/n步骤S4：在步骤S3完成的表面电路网络中的引出焊盘上制备电气连接孔；以及/n步骤S5：在所述电路网络表面行植球操作，完成天线射频前端封装。/n

【技术特征摘要】
1.一种天线射频前端封装制造方法，包括：
步骤S1：在基板上制作完成的天线网络模块；
步骤S2：将步骤S1完成的天线网络模块反转并进行芯片倒装及塑封；
步骤S3：在步骤S2完成的塑封层表面制备金属层并进行刻蚀生成表面电路网络；
步骤S4：在步骤S3完成的表面电路网络中的引出焊盘上制备电气连接孔；以及
步骤S5：在所述电路网络表面行植球操作，完成天线射频前端封装。


2.根据权利要求1所述的天线射频前端封装制造方法，步骤S1中所述天线网络模块包括：天线贴片、过孔、天线馈线、介质基板、以及焊盘；所述焊盘用于芯片组装和引出外电路；所述天线贴片和焊盘位于天线网络模块的相对表面。


3.根据权利要求2所述的天线射频前端封装制造方法，所述天线馈线或过孔通过最短的方式从天线贴片处连接到焊盘。


4.根据权利要求1所述的天线射频前端封装制造方法，所述步骤S2包括：
步骤S21：将步骤S1完成的天线网络模块反转；
步骤S22：在反转后的天线网络模块表面的焊盘上焊接芯片；以及
步骤S23：对焊接后的芯片进行塑封制成塑封层。


5.根据权利要求4所述的天线射频前端封装制造方...

【专利技术属性】
技术研发人员：石先玉，万里兮，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11