射频堆叠封装方法及结构技术

本申请提供一种射频堆叠封装方法及结构，该方法包括：在上层基板正面安装多个第一芯片；在上层基板背面植入第一焊球，以形成上层射频通道封装单元；在下层基板正面对应多个第一芯片的位置安装多个第二芯片；在下层基板正面植入第二焊球，以形成下层射频通道封装单元；将第一焊球垂直贴装于第二焊球上表面，以形成射频堆叠封装结构。通过基于多类型芯片的POP结构实施工艺，实现了多通道射频芯片结构的垂直方向封装堆叠，达到了提高集成密度、减小封装面积的作用，能够使用现有常规的成熟工艺完成制造，工艺实施难度低，风险小，具有良好的射频性能。的射频性能。的射频性能。

【技术实现步骤摘要】
射频堆叠封装方法及结构


[0001]本申请涉及半导体封装
，具体而言，涉及一种射频堆叠封装方法及结构。

技术介绍

[0002]POP(Package on Package，封装堆叠技术)封装是对不同功能的封装芯片进行三维堆叠，形成电气连接，实现封装的高度集成和小型化。上下层封装中芯片可以采用引线键合、倒装焊接或两者组合形式，可堆叠也可平铺。穿透模塑过孔(Through molding via,TMV)中用焊球填充实现上下层的互连。为了提高内存带宽，各个公司都致力于减少层间焊球(Solder ball)/TMV大小和间距，但是都要受到工艺和成品率的限制。
[0003]目前，由于射频POP结构的不同，现有针对于射频POP结构封装的方法不尽相同，且不乏工艺漏洞，或者工艺复杂性大，成本较高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种射频堆叠封装方法及结构，通过基于多类型芯片的POP结构实施工艺，该工艺实现了多通道射频芯片的垂直方向封装堆叠；可在上层射频通道封装底部进行植球操作，作为上层封装的对外引脚；可将上层射频通道封装倒装焊接在下层射频通道封装上表面，并通过填充胶水增强结合力，提高结构可靠性；可将下层射频通道封装内的焊球与芯片一起进行塑封，再研磨塑封体表面，露出焊球上表面部分区域，作为垂直互联接口，能够使用现有常规的成熟工艺完成制造，工艺实施难度低，风险小，从而解决上述技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种射频堆叠封装方法，所述方法包括：在上层基板正面安装多个第一芯片；在所述上层基板背面植入第一焊球，以形成上层射频通道封装单元；在下层基板正面对应所述多个第一芯片的位置安装多个第二芯片；在所述下层基板正面植入第二焊球，以形成下层射频通道封装单元；将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球上表面，以形成射频堆叠封装结构。
[0006]在上述实现过程中，通过基于多类型芯片的POP结构实施工艺，在上层射频通道封装底部进行植球操作，作为上层封装的输出引脚，在下层射频通道封装上部进行植球操作，作为下层封装的输入引脚，并通过焊球连接将上层射频通道封装垂直贴装焊接在下层射频通道封装上表面，实现了多通道射频芯片的垂直方向封装堆叠，达到了提高集成密度、减小封装面积的作用，能够使用现有常规的成熟工艺完成制造，工艺实施难度低，风险小，具有良好的射频性能。
[0007]可选地，所述将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球上表面，以形成射频堆叠封装结构，包括：对所述下层射频通道封装单元中的第二焊球以及第二芯片进行塑封；对所述第二焊球上表面的塑封料进行研磨；将第一焊球垂直贴装于所述第二焊球被研磨而暴露出的上表面区域，以形成所述射频堆叠封装结构。
[0008]在上述实现过程中，通过塑封、研磨露出第二焊球上表面区域、贴装组合等工艺实
施流程，实现了上下层通道有效的垂直互联，不需要进行布线，对于射频信号的传输，阻抗匹配设计更加简洁，降低了信号传输损耗。
[0009]可选地，所述将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球被研磨而暴露出的上表面区域，以形成所述射频堆叠封装结构，包括：基于BGA倒装方式，将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球被研磨而暴露出的上表面区域，以形成所述射频堆叠封装结构。
[0010]在上述实现过程中，通过BGA倒装方式实现第一焊球与第二焊球的互联互通，相比电镀、蒸镀、磁控溅射、物理或化学气相沉积等工艺，过程更简单，降低了成本。
[0011]可选地，所述将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球上表面，以形成射频堆叠封装结构之后，所述方法还包括：对所述上层射频通道封装单元和下层射频通道封装单元之间的空隙进行填充固化。
[0012]在上述实现过程中，增加了射频堆叠封装结构的稳定性和可靠性。
[0013]可选地，所述第一芯片包括：表贴无源器件以及正装键合芯片；所述在上层基板正面安装多个第一芯片，包括：将所述表贴无源器件回流焊接在所述上层基板的第一连接焊盘上；将所述正装键合芯片正装粘贴在所述上层基板的第一连接焊盘上，并进行引线键合。
[0014]在上述实现过程中，通过对多个芯片按类型进行贴装的工艺实施方式，得到射频多通道POP封装结构，该封装结构内可包含引线键合类芯片、标贴类芯片、倒装类芯片等多种芯片，提高了集成密度、减小了封装面积。
[0015]可选地，所述第二芯片包括：表贴无源器件以及正装键合芯片；所述在下层基板正面对应安装多个第二芯片，包括：将所述表贴无源器件回流焊接在所述下层基板的第二连接焊盘上；将所述正装键合芯片正装粘贴在所述下层基板的第二连接焊盘上，并进行引线键合。
[0016]在上述实现过程中，通过对多个芯片按类型进行贴装的工艺实施方式，得到射频多通道POP封装结构，该封装结构内可包含引线键合类芯片、标贴类芯片、倒装类芯片等多种芯片，提高了集成密度、减小了封装面积。
[0017]可选地，所述第一焊球包括：第一左边缘焊球、第一右边缘焊球和多个中间焊球；所述第二焊球包括：第二左边缘焊球和第二右边缘焊球；所述将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球上表面，以形成射频堆叠封装结构，包括将所述第一左边缘焊球垂直贴装于所述第二左边缘焊球的上表面区域；将所述第二左边缘焊球垂直贴装于所述第二右边缘焊球的上表面区域；其中，所述多个中间焊球垂直抵接于所述下层射频通道封装单元，并形成电磁隔离。
[0018]在上述实现过程中，通过将上下基板的边缘焊球焊接在一块实现上下层通道的互联互通，节省了工艺流程，简单实用。同时，合理布置上下层通道之间的连接焊球，保证了上下层通道之间的隔离度，有助于形成良好的电磁隔离，提高了射频质量。
[0019]可选地，在所述在下层基板正面对应所述多个第一芯片的位置安装多个第二芯片之后，所述方法还包括：在所述下层基板的背面加工多个外接焊盘；其中，所述外接焊盘用于提供外部射频输出的引脚接口。
[0020]在上述实现过程中，在下层基板底部制作多个外接焊盘，作为整个POP结构的对外输出引脚，有利于射频信号的更好传输。
[0021]第二方面，本申请实施例提供了一种射频堆叠封装结构，所述封装结构包括：上层
射频通道封装单元、下层射频通道封装单元和焊球连接层；所述上层射频通道封装单元与所述下层射频通道封装单元通过焊球连接层垂直互联且形成电磁隔离；所述上层射频通道封装单元包括：上层基板、多个第一芯片，所述多个第一芯片安装在所述上层基板上；所述下层射频通道封装单元包括：下层基板、多个第二芯片，所述第二芯片对应所述多个第一芯片的位置安装在所述下层基板上；所述焊球连接层包括：第一焊球、第二焊球；所述第一焊球设置于所述上层基板的背面，所述第二焊球设置于下层基板的正面；所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球的上表面区域；其中，所述上层射频通道封装单元产生的射频信号通过所述焊球连接层传递至所述下层射频通道封装单元，并由所述下层射频通道封装单元进行外部射频输出。
[0022]在上述实现过程中，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频堆叠封装方法，其特征在于，所述方法包括：在上层基板正面安装多个第一芯片；在所述上层基板背面植入第一焊球，以形成上层射频通道封装单元；在下层基板正面对应所述多个第一芯片的位置安装多个第二芯片；在所述下层基板正面植入第二焊球，以形成下层射频通道封装单元；将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球上表面，以形成射频堆叠封装结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球上表面，以形成射频堆叠封装结构，包括：对所述下层射频通道封装单元中的第二焊球以及第二芯片进行塑封；对所述第二焊球上表面的塑封料进行研磨；将第一焊球垂直贴装于所述第二焊球被研磨而暴露出的上表面区域，以形成所述射频堆叠封装结构。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球被研磨而暴露出的上表面区域，以形成所述射频堆叠封装结构，包括：基于BGA倒装方式，将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球被研磨而暴露出的上表面区域，以形成所述射频堆叠封装结构。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一焊球垂直贴装于所述第二焊球上表面，以形成射频堆叠封装结构之后，所述方法还包括：对所述上层射频通道封装单元和下层射频通道封装单元之间的空隙进行填充固化。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述第一芯片包括：表贴无源器件以及正装键合芯片；所述在上层基板正面安装多个第一芯片，包括：将所述表贴无源器件回流焊接在所述上层基板的第一连接焊盘上；将所述正装键合芯片正装粘贴在所述上层基板的第一连接焊盘上，并进行引线键合。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述第二芯片包括：表贴无源器件以及正装键合芯片；所述在下层基板正面对应安装多个第二芯片，包括：将所述表贴无源器件回流焊接在所述下层基板的第二连接焊盘上；将所述正装键合芯片正装粘贴在所述下层基板的第二连接焊盘上，并进行引线...

【专利技术属性】
技术研发人员：石先玉，孙瑜，吴昊，李克忠，万里兮，
申请(专利权)人：成都万应微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：