埋入式天线芯片封装结构及制备方法技术

本发明专利技术涉及集成电路芯片技术领域，特别涉及一种埋入式天线芯片封装结构及制备方法，本发明专利技术通过将埋入式天线芯片封装结构的天线结构设计成叠层天线结构，所述叠层天线结构包括距离控制层、位于距离控制层表面的天线器件及位于天线器件表面的保护层，所述保护层的杨氏模量高于距离控制层的杨氏模量，由于天线结构在整个埋入式天线芯片封装结构中的面积占比较大，因此通过叠层天线结构的设置，且让保护层的杨氏模量高于距离控制层的杨氏模量，能大大缓解埋入式天线芯片封装结构的翘曲问题。大缓解埋入式天线芯片封装结构的翘曲问题。大缓解埋入式天线芯片封装结构的翘曲问题。

【技术实现步骤摘要】
埋入式天线芯片封装结构及制备方法


[0001]本专利技术涉及集成电路芯片
，特别涉及一种埋入式天线芯片封装结构及制备方法。

技术介绍

[0002]随着4G/5G通讯系统、物联网、毫米波无线通讯等高频系统的商业应用越来越广泛，特别是短距离大数据无线传输系统、被动成像系统、汽车雷达系统等，对于高性能、小型化、高集成度以及低成本要求越来越高。
[0003]因此，为了降低系统互连的寄生参数影响，越来越多的无源系统集成在封装体内。天线是通讯系统中典型的无源器件，业界陆续开展天线封装(Antenna
‑
in
‑
package，AiP)研究，主要集中采用LTCC、LCP等基材与有源芯片的集成。随着扇出型封装在汽车雷达等高频领域的应用，以天线为代表的无源器件也开始集成在扇出型封装中。
[0004]现有技术中基于扇出型封装的AiP结构一般采用多层重布线层(Re
‑
distributed layer，RDL)天线结构或嵌入式的预制天线结构，当天线采用嵌入式的预制天线结构被埋进扇出型封装中，由于天线封装厚度设计的要求，现有的AiP结构成本较高且可靠性较低，容易产生翘曲问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种埋入式天线芯片封装结构及制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种埋入式天线芯片封装结构，包括：重布线层，位于所述重布线层第一表面的芯片结构和叠层天线结构，位于所述重布线层第一表面且封装所述芯片结构和叠层天线结构的塑封结构，所述芯片结构和叠层天线结构通过重布线层电性连接，所述叠层天线结构包括位于重布线层第一表面的距离控制层、位于距离控制层表面的天线器件及位于天线器件表面的保护层，其中所述距离控制层的厚度与对应的天线器件相适应，所述保护层的杨氏模量高于距离控制层的杨氏模量。
[0007]可选的，所述保护层的尺寸大于或等于距离控制层的尺寸。
[0008]可选的，所述距离控制层和保护层之间形成有应力缓冲层。
[0009]可选的，所述距离控制层的材料和保护层的材料不同，且所述距离控制层和保护层的介电损耗小于或等于塑封结构。
[0010]可选的，所述天线器件靠近保护层的表面与重布线层第一表面之间的第一间距大于芯片结构背面与重布线层第一表面之间的第二间距。
[0011]可选的，所述距离控制层和/或保护层为异质结腔体结构，所述异质结腔体结构包括异质结中心部分和其边缘的异质结边缘部分，所述异质结中心部分正对天线器件，所述异质结中心部分比异质结边缘部分的介电损耗低。
[0012]可选的，所述异质结中心部分和异质结边缘部分之间具有环形的金属过渡层。
[0013]可选的，当所述距离控制层和保护层均为异质结腔体结构，所述距离控制层的异质结中心部分和所述保护层的异质结中心部分的尺寸不同，距离控制层的异质结界面和保护层的异质结界面形成内喇叭或外喇叭结构。
[0014]本专利技术实施例还提供了一种埋入式天线芯片封装结构的制备方法，包括：
[0015]提供叠层天线结构和芯片结构，所述叠层天线结构包括距离控制层、位于距离控制层表面的天线器件及位于天线器件表面的保护层，其中所述距离控制层的厚度与对应的天线器件相适应，所述保护层的杨氏模量高于距离控制层的杨氏模量；
[0016]提供载板，在所述载板表面相应位置贴合芯片结构和叠层天线结构，其中芯片结构的正面与载板表面相对，叠层天线结构的距离控制层与载板表面相对，在所述载板表面形成塑封结构，所述塑封结构对所述芯片结构和叠层天线结构进行塑封封装；
[0017]将所述塑封结构与载板进行剥离；
[0018]在所述塑封结构暴露出叠层天线结构和芯片结构的表面形成重布线层。
[0019]可选的，制备所述叠层天线结构的方法包括：提供保护层基板，在所述保护层基板表面形成天线器件，在所述天线器件和保护层基板表面形成距离控制材料层，采用切割工艺进行切割，形成所述叠层天线结构。
[0020]可选的，还包括：在所述天线器件和保护层基板表面形成距离控制材料层后，对距离控制材料层进行减薄，以达到设定的厚度。
[0021]可选的，采用切割工艺进行切割时，对保护层和距离控制层进行分开切割，所述保护层的尺寸大于距离控制层的尺寸。
[0022]可选的，所述距离控制层和/或保护层为异质结腔体结构，所述异质结腔体结构包括异质结中心部分和其边缘的异质结边缘部分，所述异质结中心部分正对天线器件，所述异质结中心部分比异质结边缘部分的介电损耗低。
[0023]可选的，当所述距离控制层为异质结腔体结构，形成所述距离控制材料层的具体方法包括：在所述天线器件和保护层基板表面形成距离控制材料层后，对所述天线器件正对位置的距离控制材料层进行去除，重新填充第二材料，填充的所述第二材料作为后续形成的距离控制层的异质结中心部分。
[0024]可选的，重新填充第二材料之前，在去除距离控制材料层形成的凹槽侧壁形成金属过渡层，然后在凹槽内重新填充第二材料，使得最终形成的异质结中心部分和异质结边缘部分之间具有环形的金属过渡层。
[0025]可选的，当所述保护层为异质结腔体结构，形成所述保护层的具体方法包括：提供保护层基板，在所述保护层基板对应天线器件的位置去除部分厚度的保护层材料，形成重新填充第三材料，填充的所述第三材料作为后续形成的保护层的异质结中心部分。
[0026]可选的，重新填充第三材料之前，在去除部分厚度的保护层材料形成的凹槽侧壁沉积金属过渡层，然后在凹槽内重新填充第三材料，使得最终形成的异质结中心部分和异质结边缘部分之间具有环形的金属过渡层。
[0027]可选的，当所述距离控制层和保护层均为异质结腔体结构，所述距离控制层的异质结中心部分和所述保护层的异质结中心部分的尺寸不同，距离控制层的异质结界面和保护层的异质结界面形成内喇叭或外喇叭结构。
[0028]综上所述，本专利技术的有益效果在于：
[0029]本专利技术通过将埋入式天线芯片封装结构的天线结构设计成叠层天线结构，所述叠层天线结构包括距离控制层、位于距离控制层表面的天线器件及位于天线器件表面的保护层，所述保护层的杨氏模量高于距离控制层的杨氏模量，由于天线结构在整个埋入式天线芯片封装结构中的面积占比较大，因此通过叠层天线结构的设置，且让保护层的杨氏模量高于距离控制层的杨氏模量，能大大缓解埋入式天线芯片封装结构的翘曲问题。
[0030]为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例提供的埋入式天线芯片封装结构的俯视结构示意图；
[0032]图2为本专利技术一实施例的图1沿AA
’
线的埋入式天线芯片封装结构的剖面结构示意图；
[0033]图3为本专利技术另一实施例的图1沿AA
’
线的埋入式天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埋入式天线芯片封装结构，其特征在于，包括：重布线层，位于所述重布线层第一表面的芯片结构和叠层天线结构，位于所述重布线层第一表面且封装所述芯片结构和叠层天线结构的塑封结构，所述芯片结构和叠层天线结构通过重布线层电性连接，所述叠层天线结构包括位于重布线层第一表面的距离控制层、位于距离控制层表面的天线器件及位于天线器件表面的保护层，其中所述距离控制层的厚度与对应的天线器件相适应，所述保护层的杨氏模量高于距离控制层的杨氏模量。2.根据权利要求1所述的埋入式天线芯片封装结构，其特征在于，所述保护层的尺寸大于或等于距离控制层的尺寸。3.根据权利要求1所述的埋入式天线芯片封装结构，其特征在于，所述距离控制层和保护层之间形成有应力缓冲层。4.根据权利要求1所述的埋入式天线芯片封装结构，其特征在于，所述距离控制层的材料和保护层的材料不同，且所述距离控制层和保护层的介电损耗小于或等于塑封结构。5.根据权利要求1所述的埋入式天线芯片封装结构，其特征在于，所述天线器件靠近保护层的表面与重布线层第一表面之间的第一间距大于芯片结构背面与重布线层第一表面之间的第二间距。6.根据权利要求1所述的埋入式天线芯片封装结构，其特征在于，所述距离控制层和/或保护层为异质结腔体结构，所述异质结腔体结构包括异质结中心部分和其边缘的异质结边缘部分，所述异质结中心部分正对天线器件，所述异质结中心部分比异质结边缘部分的介电损耗低。7.根据权利要求6所述的埋入式天线芯片封装结构，其特征在于，所述异质结中心部分和异质结边缘部分之间具有环形的金属过渡层。8.根据权利要求7所述的埋入式天线芯片封装结构，其特征在于，当所述距离控制层和保护层均为异质结腔体结构，所述距离控制层的异质结中心部分和所述保护层的异质结中心部分的尺寸不同，距离控制层的异质结界面和保护层的异质结界面形成内喇叭或外喇叭结构。9.一种埋入式天线芯片封装结构的制备方法，其特征在于，包括：提供叠层天线结构和芯片结构，所述叠层天线结构包括距离控制层、位于距离控制层表面的天线器件及位于天线器件表面的保护层，其中所述距离控制层的厚度与对应的天线器件相适应，所述保护层的杨氏模量高于距离控制层的杨氏模量；提供载板，在所述载板表面相应位置贴合芯片结构和叠层天线结构，其中芯片结构的正面与载板表面相对，叠层天线结构的距离控制层与载板表面相对，在所述载板表面形成塑封结构，所述塑封结构对所述芯片结构和叠层天线结构进行塑封封装；将所述塑封结构与载板进行剥离；在所述塑封结构暴露出叠层天线结构和芯片结构的表面形成重布线层。10.根据权利要求9所述的埋入式天线芯片封装结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林耀剑，左健，刘硕，邬建勇，
申请(专利权)人：江苏长电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：