三维微波模块电路结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种三维微波模块电路结构及其制备方法，属于微电子封装领域，包括下层基板、下层电路元件、金属外壳、上层基板及上层电路元件，上层基板通过第一焊球与下层基板连接，下层基板上设有第二焊球；上层基板上设有第一过孔，第一过孔内设第一导电构件，下层基板上设第二过孔，第二过孔内设有第二导电构件，上层电路元件通过第一导电构件与第一焊球导电连接，第一焊球和下层电路元件分别与第二导电构件导电连接，第二导电构件与第二焊球导电连接。本发明专利技术提供的三维微波模块电路结构及其制备方法，使得基板与封装一体化，电路结构平面尺寸小，信号路径短，有效降低上层电路基板的接地寄生效应。

Three dimensional microwave module circuit structure and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
三维微波模块电路结构及其制备方法
本专利技术属于微电子封装
，更具体地说，是涉及一种三维微波模块电路结构及制备该三维微波模块电路结构的制备方法。
技术介绍
随着现代通信和雷达系统技术的快速发展，对小型化、低成本、高可靠的微波电路需求日趋迫切。采用堆叠集成技术，将电路元器件分层放置不同电路基板上，是实现模块电路小型化的重要技术途径之一。目前，通常采用基板中间加金属铝框架的方式构成三明治式的粘接结构，并利用绝缘子或结合引线键合实现信号垂直互联，以实现微波电路基板的堆叠，但这种堆叠结构的适用频率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维微波模块电路结构，以解决现有技术中存在的利用金属铝框架的方式构成三明治式的粘接结构的适用频率较低的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种三维微波模块电路结构，包括：下层基板、设于所述下层基板上表面上的下层电路元件、密封罩设于所述下层基板上表面上且与所述下层基板配合形成容纳腔的金属外壳、设于所述容纳腔内的至少一个上层基板及设于所述上层基板上表面上的上层电路元件，位于底部的所述上层基板通过第一焊球与所述下层基板连接，所述下层基板的下表面上设有第二焊球；所述上层基板上设有第一过孔，所述第一过孔内设有第一导电构件，所述下层基板上设有第二过孔，所述第二过孔内设有第二导电构件，所述上层电路元件通过第一导电构件与所述第一焊球导电连接，所述第一焊球和所述下层电路元件分别与所述第二导电构件导电连接，所述第二导电构件与所述第二焊球导电连接。作为本申请的另一个实施例，所述金属外壳包括密封连接于所述下层基板上表面四周的金属围墙及密封盖设于所述金属围墙上端面上的金属盖板。作为本申请的另一个实施例，所述第一导电构件为填充于所述第一过孔内的第一金属导电芯，所述第二导电结构为填充于所述第二过孔内的第二金属导电芯。作为本申请的另一个实施例，所述第一金属导电芯和所述第二金属导电芯均为纯铜构件。作为本申请的另一个实施例，当所述上层基板设有多个时，多个所述上层基板沿上下方向层叠分布，相邻的所述上层基板之间通过所述第一焊球连接，且相邻的所述上层基板上的第一导电构件通过所述第一焊球导电连接。作为本申请的另一个实施例，所述第一焊球呈预设形状的阵列分布，相邻的所述上层基板的接地层和所述第一焊球之间围合形成第一虚拟金属腔体。作为本申请的另一个实施例，所述第一焊球呈预设形状的阵列分布，所述上层基板的接地层、所述下层基板的接地层和所述第一焊球之间围合形成第二虚拟金属腔体。作为本申请的另一个实施例，所述上层电路元件包括上层芯片，所述下层电路元件包括下层芯片，所述上层芯片和所述下层芯片均为裸芯片。本专利技术提供的三维微波模块电路结构的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术三维微波模块电路结构，其使用下层基板作为封装底板，基板与封装一体化，在容纳腔内堆叠设置上层基板，显著减小电路结构的平面尺寸，上层基板和下层基板之间通过第一焊球连接，并在下层基板的下表面设置第二焊球，第一导电构件、第一焊球、第二导电构件和第二焊球使得上层基板、下层基板与外部电路实现信号垂直互联，信号路径短，有效降低上层电路基板的接地寄生效应。本专利技术还提供一种三维微波模块电路结构的制备方法，包括如下步骤：将下层电路元件组装在下层基板的上表面上；在所述上层基板的下表面上植入第一焊球；将上层电路元件组装在上层基板的上表面上；将植入所述上层基板上的所述第一焊球焊接于所述下层基板上；将金属外壳罩设于所述下层基板上表面上并与所述下层基板密封连接；在所述下层基板的下表面上植入所述第二焊球。作为本申请的另一个实施例，所述在所述上层基板的下表面上植入第一焊球；将植入所述上层基板上的所述第一焊球焊接于所述下层基板上具体包括：获取上层基板和下层基板之间的目标堆叠间距和初选工艺参数，所述目标堆叠间距为所述上层基板下表面和所述下层基板上表面之间的预设间距，所述初选工艺参数为堆叠过程中预先设定的至少一个工艺参数；根据所述目标堆叠间距以及所述初选工艺参数确定调节工艺参数，所述调节工艺参数用于影响焊接于所述上层基板和所述下层基板之间的所述第一焊球的高度；基于所述初选工艺参数和所述调节工艺参数，在所述上层基板下表面的焊盘上植入所述第一焊球；将所述上层基板下表面焊盘上的所述第一焊球通过再流焊焊接在所述下层基板上表面的焊盘上。本专利技术提供的三维微波模块电路结构的制备方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术的制备方法，使用下层基板作为封装底板，第一导电构件、第一焊球、第二导电构件和第二焊球使得上层基板、下层基板与外部电路实现信号垂直互联，信号路径短，寄生参数小，制造出的电路结构适合高频信号传输，且制备过程简单，能够降低制造成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的三维微波模块电路结构的内部结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的三维微波模块电路结构的制备方法的流程示意图。其中，图中各附图标记：1-下层基板；2-金属外壳；201-金属围墙；202-金属盖板；3-上层基板；4-第一焊球；5-第二焊球；6-第一过孔；7-第二过孔；8-第一金属导电芯；9-第二金属导电芯；10-上层芯片；11-下层芯片；12-第三焊球；13-倒装器件；14-片式阻容元件；15-外壳焊料；16-键合丝具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请一并参阅图1及图2，现对本专利技术提供的三维微波模块电路结构进行说明。所述三维微波模块电路结构，包括下层基板1、设于下层基板1上表面上的下层电路元件、密封罩设于下层基板1上表面上且与下层基板1配合形成容纳腔的金属外壳2、设于容纳腔内的至少一个上层基板3及设于上层基板3上表面上的上层电路元件，位于底部的上层基板3通过第一焊球4与下层基板1连接，下层基板1的下表面上设有第二焊球5；上层基板3的上设有第一过孔6，第一过孔6内设有第一导电构件，下层基板1上设有第二过孔7，第二过孔7内设有第二导电构件，上层电路元件通过第一导电构件与第一焊球4导电连接，第一焊球4和下层电路元件分别与第二导电构件导电连接，第二导电构件与第二焊球5导电连接。上层电路元件通过导设于上层基板3上表面的导电结构与第一过孔6内部的第一导电构件实现导电连接，第一导电构件通过导设于上层基板3下表面的导电结构与第一焊球4导电连接，第一焊球4通过设于下层基板1上表面上的导电结构与第二过孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三维微波模块电路结构，其特征在于：包括下层基板、设于所述下层基板上表面上的下层电路元件、密封罩设于所述下层基板上表面上且与所述下层基板配合形成容纳腔的金属外壳、设于所述容纳腔内的至少一个上层基板及设于所述上层基板上表面上的上层电路元件，位于底部的所述上层基板通过第一焊球与所述下层基板连接，所述下层基板的下表面上设有第二焊球；所述上层基板上设有第一过孔，所述第一过孔内设有第一导电构件，所述下层基板上设有第二过孔，所述第二过孔内设有第二导电构件，所述上层电路元件通过第一导电构件与所述第一焊球导电连接，所述第一焊球和所述下层电路元件分别与所述第二导电构件导电连接，所述第二导电构件与所述第二焊球导电连接。/n

【技术特征摘要】
1.三维微波模块电路结构，其特征在于：包括下层基板、设于所述下层基板上表面上的下层电路元件、密封罩设于所述下层基板上表面上且与所述下层基板配合形成容纳腔的金属外壳、设于所述容纳腔内的至少一个上层基板及设于所述上层基板上表面上的上层电路元件，位于底部的所述上层基板通过第一焊球与所述下层基板连接，所述下层基板的下表面上设有第二焊球；所述上层基板上设有第一过孔，所述第一过孔内设有第一导电构件，所述下层基板上设有第二过孔，所述第二过孔内设有第二导电构件，所述上层电路元件通过第一导电构件与所述第一焊球导电连接，所述第一焊球和所述下层电路元件分别与所述第二导电构件导电连接，所述第二导电构件与所述第二焊球导电连接。


2.如权利要求1所述的三维微波模块电路结构，其特征在于：所述金属外壳包括密封连接于所述下层基板上表面四周的金属围墙及密封盖设于所述金属围墙上端面上的金属盖板。


3.如权利要求1所述的三维微波模块电路结构，其特征在于：所述第一导电构件为填充于所述第一过孔内的第一金属导电芯，所述第二导电结构为填充于所述第二过孔内的第二金属导电芯。


4.如权利要求3所述的三维微波模块电路结构，其特征在于：所述第一金属导电芯和所述第二金属导电芯均为纯铜构件。


5.如权利要求1所述的三维微波模块电路结构，其特征在于：当所述上层基板设有多个时，多个所述上层基板沿上下方向层叠分布，相邻的所述上层基板之间通过所述第一焊球连接，且相邻的所述上层基板上的第一导电构件通过所述第一焊球导电连接。


6.如权利要求5所述的三维微波模块电路结构，其特征在于：所述第一焊球呈预设形状的阵列分布，相邻的所述上层基板的接地层和所述第一焊球之间围合形成第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐达，要志宏，常青松，魏少伟，刘晓红，潘海波，袁彪，王志会，庞龙，石超，邵正龙，孔祥胜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13