单极化封装天线及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种单极化封装天线及其制备方法，单极化封装天线包括：重新布线层及单极化天线结构；单极化天线结构包括位于封装层中，并以天线金属层作为顶部，以金属布线层作为底部的空气腔，从而可减少封装天线在移动信道中的损耗，使得信号传输速度更快，以凭借其高速度、低延迟的特点，在5G市场中占据有利地位。

【技术实现步骤摘要】
单极化封装天线及其制备方法
本专利技术属于半导体封装
，涉及一种单极化封装天线及其制备方法。
技术介绍
随着高科技电子产品的普及，特别是为了配合移动的需求，大多数高科技电子产品都增加了无线通讯的功能。封装天线(AntennainPackage，简称AiP)是基于封装材料与工艺，将天线与集成电路(IC)集成在封装内，实现系统级无线功能的一门技术，其可携带高度集成的无线电或雷达收发模块。AiP技术由于顺应了硅基半导体工艺集成度提高的潮流，为系统级无线芯片提供了良好的天线与封装解决方案，因此，AiP技术已被芯片制造商广泛应用于无线电和雷达。AiP技术在性能、尺寸、成本等方面都达到了很好的平衡，是近年来天线技术的一项重要成果。随着5G(5thGeneration)通信的到来，对低延迟、高速度和大容量的通信提出了更高的要求，其中，主要问题集中于如何利用天线的布置来降低毫米波在移动信道中的损耗。鉴于此，设计一种新型的单极化封装天线及其制备方法，以降低封装天线的信号损耗实属必要。
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单极化封装天线及其制备方法，用于解决现有技术中封装天线的信号损耗的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种单极化封装天线的制备方法，包括以下步骤：提供支撑基底，于所述支撑基底上形成分离层；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相接触的第一面及相对的第二面；于所述重新布线层的第二面上形成金属连接柱，所述金属连接柱与所述重新布线层电连接；形成封装层，所述封装层覆盖所述重新布线层的第二面及金属连接柱，且显露所述金属连接柱的顶面；去除部分所述封装层，形成贯穿所述封装层的沟槽，以显露所述重新布线层的金属布线层；形成空气介质层，所述空气介质层填满所述沟槽；于所述封装层上形成天线金属层，所述天线金属层覆盖所述空气介质层，且所述天线金属层与所述金属连接柱电连接；去除所述空气介质层，以在所述封装层中形成空气腔，所述空气腔以所述天线金属层作为顶部，且以所述金属布线层作为底部；去除所述分离层及支撑衬底，以显露所述重新布线层的第一面。可选的，所述空气介质层包括PI介质层。可选的，形成所述空气介质层的步骤包括：于所述封装层的表面沉积空气介质层材料，所述空气介质层材料填满所述沟槽；对位于所述沟槽中的所述空气介质层材料进行曝光及显影；对所述空气介质层材料进行表面极化，以形成填满所述沟槽的所述空气介质层。可选的，形成所述天线金属层的方法包括电镀法，其中，电镀法制备所述天线金属层的步骤包括：于所述封装层及空气介质层的表面形成金属种子层；于所述金属种子层上形成掩膜层，并图形化所述掩膜层；沉积天线金属层材料，并去除所述掩膜层及位于所述掩膜层下方的所述金属种子层，以形成所述天线金属层。可选的，所述掩膜层包括光阻及PI层中的一种。本专利技术还提供一种单极化封装天线，所述单极化封装天线包括：重新布线层，所述重新布线层包括第一面及相对的第二面；金属连接柱，形成于所述重新布线层的第二面上，且与所述重新布线层电连接；封装层，覆盖所述重新布线层的第二面及金属连接柱，且所述封装层的顶面显露所述金属连接柱；空气腔，贯穿所述封装层，以显露所述重新布线层的金属布线层；天线金属层，位于所述封装层上并与所述金属连接柱电连接，且所述空气腔以所述天线金属层作为顶部，以所述金属布线层作为底部。可选的，所述天线金属层与所述封装层之间还包括金属种子层。可选的，所述金属布线层包括铜层、铝层、镍层、金层、银层及钛层中的一种或组合；所述天线金属层包括铜层、铝层、镍层、金层、银层及钛层中的一种或组合。可选的，所述金属连接柱包括铜金属柱、金金属柱、银金属柱及铝金属柱中的一种或组合。可选的，所述封装层包括聚酰亚胺层、硅胶层及环氧树脂层中的一种或组合。如上所述，本专利技术的单极化封装天线及其制备方法，在封装层中形成以天线金属层作为顶部，以金属布线层作为底部的空气腔，从而可减少封装天线在移动信道中的损耗，使得信号传输速度更快，以凭借其高速度、低延迟的特点，在5G市场中占据有利地位。附图说明图1显示为本专利技术中的单极化封装天线的制备工艺流程图。图2～图17显示为本专利技术中的制备单极化封装天线各步骤所呈现的结构示意图，其中，图17显示为本专利技术中的单极化封装天线的结构示意图。元件标号说明101支撑基底102分离层103重新布线层113PI-0重新布线介质层123金属种子层133M-1金属布线层143PI-1重新布线介质层153M-2金属布线层163PI-3重新布线介质层173M-3金属布线层104单极化天线结构114金属连接柱124封装层134沟槽144PI介质层材料154PI介质层164金属种子层174光阻184天线金属层194空气腔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。请参阅图1～图17。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1，本实施例提供一种单极化封装天线的制备方法，本实施例的单极化封装天线在封装层中形成以天线金属层作为顶部，以金属布线层作为底部的空气腔，从而可减少封装天线在移动信道中的损耗，使得信号传输速度更快，以凭借其高速度、低延迟的特点，在5G市场中占据有利地位。如图2～图17，示意了本实施例中制备所述单极化封装天线各步骤所呈现的结构示意图。如图2，首先提供支撑基底101，于所述支撑基底101上形成分离层102。具体的，所述支撑基底101可包括玻璃基底、金属基底、半导体基底、聚合物基底及陶瓷基底中的一种；所述分离层102可包括在加热或光照条件下粘度降低的聚合物层，所述聚合物层可包括LTHC光热转换层。由于所述玻璃基底成本较低，容易在其表面形成所述分离层102，且能降低后续的剥离工艺难度，因此在本实施例中，所述支撑基底101优选为玻璃基底，所述分离层102优选采用旋涂工艺涂覆于所述支撑基底101表面，经紫外固化或热固化工艺使其固化成型的LTHC光热转换层，以便于在后续的剥离工艺中，可以基于激光对所述LTHC光热转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单极化封装天线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供支撑基底，于所述支撑基底上形成分离层；/n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相接触的第一面及相对的第二面；/n于所述重新布线层的第二面上形成金属连接柱，所述金属连接柱与所述重新布线层电连接；/n形成封装层，所述封装层覆盖所述重新布线层的第二面及金属连接柱，且显露所述金属连接柱的顶面；/n去除部分所述封装层，形成贯穿所述封装层的沟槽，以显露所述重新布线层的金属布线层；/n形成空气介质层，所述空气介质层填满所述沟槽；/n于所述封装层上形成天线金属层，所述天线金属层覆盖所述空气介质层，且所述天线金属层与所述金属连接柱电连接；/n去除所述空气介质层，以在所述封装层中形成空气腔，所述空气腔以所述天线金属层作为顶部，且以所述金属布线层作为底部；/n去除所述分离层及支撑衬底，以显露所述重新布线层的第一面。/n

【技术特征摘要】
1.一种单极化封装天线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供支撑基底，于所述支撑基底上形成分离层；
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相接触的第一面及相对的第二面；
于所述重新布线层的第二面上形成金属连接柱，所述金属连接柱与所述重新布线层电连接；
形成封装层，所述封装层覆盖所述重新布线层的第二面及金属连接柱，且显露所述金属连接柱的顶面；
去除部分所述封装层，形成贯穿所述封装层的沟槽，以显露所述重新布线层的金属布线层；
形成空气介质层，所述空气介质层填满所述沟槽；
于所述封装层上形成天线金属层，所述天线金属层覆盖所述空气介质层，且所述天线金属层与所述金属连接柱电连接；
去除所述空气介质层，以在所述封装层中形成空气腔，所述空气腔以所述天线金属层作为顶部，且以所述金属布线层作为底部；
去除所述分离层及支撑衬底，以显露所述重新布线层的第一面。


2.根据权利要求1所述的单极化封装天线的制备方法，其特征在于：所述空气介质层包括PI介质层。


3.根据权利要求1所述的单极化封装天线的制备方法，其特征在于：形成所述空气介质层的步骤包括：
于所述封装层的表面沉积空气介质层材料，所述空气介质层材料填满所述沟槽；
对位于所述沟槽中的所述空气介质层材料进行曝光及显影；
对所述空气介质层材料进行表面极化，以形成填满所述沟槽的所述空气介质层。


4.根据权利要求1所述的单极化封装天线的制备方法，其特征在于：形成所述天线金属层的方法包括电镀法，其中，电镀法制备所述天线金属层的步骤包括：
于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海霖，周祖源，吴政达，林正忠，
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