[发明专利]射频模块封装结构和封装工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种射频模块封装结构和封装工艺，属于半导体封装技术领域。

背景技术

多芯片射频模块是手机和便携式电子产品中常见的部件，其元器件封装密度高，且需要考虑不同元器件之间的电磁辐射，防止干扰性电磁场向外扩散造成近邻的元器件、电路、组合件或整个系统的工作不正常。

现有技术中，常见的射频芯片大多采用独立器件封装结构，再通过SMT（表面贴装）的组装方式在PCB上实现模块化功能，其电磁屏蔽的功能也是通过SMT工序上贴装金属屏蔽罩的方式实现。伴随着电子产品的发展，采用这一方式并不能很好的满足系统集成度提升的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种射频模块封装结构和封装工艺，得到小体积、多功能的多芯片封装模块，实现紧凑的含天线的射频模块制作。

按照本发明提供的技术方案，所述射频模块封装结构，包括印刷电路板，在印刷电路板的一面上分布若干芯片，在印刷电路板的另一面上设置焊锡球；在具有电磁辐射的芯片上罩设金属屏蔽罩，金属屏蔽罩与印刷电路板上的接地焊盘连接，金属屏蔽罩和芯片塑封在塑封层中；其特征是：在所述塑封层的表面设置螺旋形沟槽，在该沟槽中填充金属，形成螺旋形天线；在所述螺旋形天线中心位置的塑封层中设置通孔，通孔连接天线与印刷电路板的上表面，在通孔中填充金属。

所述射频模块的封装工艺，其特征是，包括以下步骤：

（1）在印刷电路板上进行芯片的安装；

（2）将金属屏蔽罩倒扣在具有电磁辐射的芯片上，金属屏蔽罩与印刷电路板上的接地焊盘相连；

（3）采用塑封材料将芯片和金属屏蔽罩进行塑封，得到位于印刷电路板表面的塑封层；

（4）在塑封层的表面刻蚀出螺旋形的沟槽，在螺旋形沟槽中心位置的塑封层中刻蚀通孔，通孔连接沟槽和印刷电路板的上表面；

（5）在步骤（4）得到的沟槽和通孔中填充金属，从而得到螺旋形的天线，并由填充在通孔中的金属连接天线和印刷电路板； 

（6）在印刷电路板上相对于芯片安装面的另一面进行植球，得到焊锡球。

所述步骤（4）中，沟槽的深度为25～200微米。

所述金属屏蔽罩的材质采用不锈钢、洋白铜或镀锡钢。

所述步骤（5）中，填充金属采用金、银、铜、镍或锡。

本发明所述射频模块封装结构和封装工艺，通过在射频模块中对具有电磁辐射的元器件进行整体屏蔽，再通过在模块中植入整体式收发天线或者填充金属制作天线等方式，实现紧凑的含天线的射频模块制作，实现了小体积、多功能的多芯片封装模块，符合消费类电子产品，特别是便携式电子产品，如手机的发展趋势，即短小轻薄的封装模式。

附图说明

图1～图7为所述射频模块封装结构的制备流程图。其中：

图1为在印刷电路板上安装芯片的示意图。

图2为在具有电磁辐射的芯片上设置金属屏蔽罩的示意图。

图3为将芯片和金属屏蔽罩塑封于塑封层中的示意图。

图4为在塑封层上制作沟槽和通孔的示意图。

图5为在沟槽和通孔中填充金属的示意图。

图6为所述射频模块封装结构的剖视图。

图7为图6的俯视图。

图中序号：印刷电路板1、芯片2、焊锡球3、金属屏蔽罩4、塑封层5、天线6、通孔7。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图6、图7所示：所述射频模块封装结构包括印刷电路板1，在印刷电路板1的一面上分布若干芯片2，在印刷电路板1的另一面上设置焊锡球3；所述芯片2包括具有电磁辐射的芯片和不具有电磁辐射的芯片（芯片2一般涵盖两类产品，第一类芯片由于自身输入/输出电流、负载等原因具体有较高电磁辐射强度，如电源芯片、射频功放芯片、射频传输芯片等；第二类芯片为一般性或对电磁波较敏感的产品），在具有电磁辐射的芯片2上罩设金属屏蔽罩4，金属屏蔽罩4与印刷电路板1上的接地焊盘连接；所述金属屏蔽罩4和芯片2塑封在塑封层5中，在塑封层5的表面设置螺旋形沟槽，在该沟槽中填充金属，形成螺旋形天线6；在所述螺旋形天线6中心位置的塑封层5中设置通孔7，通孔7连接天线6与印刷电路板1的上表面，在通孔7中填充金属。

上述射频模块的封装工艺，包括以下步骤：