[发明专利]一种一体化集成电路封装结构

说明书

本发明涉及雷达通信领域，具体的说是用于多芯片封装的一体化集成电路封装结构，包括第一类裸晶片、第二类裸晶片、金属层和人造电介质层，所述金属层包括第一再分布层和第二再分布层；所述金属层和人造电介质层聚酰亚胺交错堆叠，所述裸晶片包裹于人造电介质塑封材料mold compound中，所述第一再分布层与所述裸晶片连接。本申请集成多种不同种类不同材质的芯片和分立器件，做成一个小系统，可以获得体积上的巨大优势，将传统的金属氧化物半导体（CMOS）裸晶片和砷化镓、氮化镓等化合物裸晶片集成在同一个封装体内部，可以兼顾CMOS芯片的低成本、高集成度和化合物芯片的高功率低噪声等性能，从整体上可以提升产品的性能，降低成本，提升集成度，降低开发难度，缩短开发周期。

技术领域

本发明涉及雷达通信领域，具体的说是用于多芯片封装的一体化集成电路封装结构。

背景技术

用于例如5G毫米波通信、卫星通信、车载雷达应用的RF装置可包括集成有多颗裸晶片或分立器件的芯片，所述集成电路封装技术称作系统级封装（SIP）。在毫米波频段下，天线阵的波束扫描依赖于集成有移相器、放大器、衰减器的多功能芯片。且在毫米波频段下，电磁波的空间衰减加大，信号信噪比降低，需要提升芯片的信号增益和信号功率，并降低噪声系数，用于不同极化天线的多功能芯片还需要具备极化切换功能，收发一体的RF装置中还需要芯片同时集成收发通道。采用CMOS工艺的芯片具有低成本、高集成度的优势，但是增益、功率和噪声系数要劣于砷化镓芯片，与此对应的，砷化镓芯片成本高，集成度低，因此将CMOS裸晶片和砷化镓裸晶片通过一体化封装技术集成到同一封装内部可以带来成本和性能上的优势，同时具备了CMOS芯片和砷化镓芯片的优点。相比于单一裸晶片，采用一体化封装技术集成的芯片具有开发周期短，成本低，技术风险小等优点。eWLB封装具有球栅阵列（BGA）和与BGA在同一主表面上的再分布层，且可以具有两层以上的再分布层，通过光刻、显影、磁控溅射和电镀等方法形成的导通孔可以实现第一层RDL和第二层RDL之间的电气连接。eWLB封装的相反主表面也可以称作封装的前侧和背侧，为人造电介质mold compound材料所覆盖。

使用eWLB封装概念的封装中可以集成多颗不同工艺不同材质的芯片，CMOS芯片提供多通道移相、增益、衰减等功能，砷化镓芯片提供额外的增益、极化切换、收发切换、降低芯片整体噪声系数等功能，各个芯片之间通过第一RDL实现电连接，电连接部分RDL需要做阻抗匹配，以保证合理的插损和回损。且人造电介质聚酰亚胺层的厚度以及BGA的尺寸和间距可影响芯片的最终电性能。同时eWLB封装的再分布层（RDL）金属走线尺寸较短，封装带入的寄生参数的影响相比于传统封装较小，基于此原因，eWLB封装可以用于76-81GHz车载雷达装置，封装尺寸和裸晶片尺寸比可以控制到1.2:1以下，同时，由于eWLB封装本身不包含封装基板，并且可对封装背面人造电介质mold compound材料做减薄处理，因此eWLB封装具有较小的厚度，可以缩短封装背面的传热路径，提升芯片的整体散热性能。综上，eWLB是一种可用于毫米波频段的一种小尺寸高性能的封装形式。

一般说来芯片散热性能受材料的导热系数和封装厚度的影响，采用掺杂的硅基板作为封装支撑，会带来散热性能的巨大改善，同时降低硅基板或者人造电介质moldcompound的厚度也可带来散热性能的改善。

现有相关申请的专利如公开号为CN107785358A、CN103383923A、CN108538781A和CN107265389A的发明专利，上述专利虽然也属于集成电路封装结构，但是其存在封装结构复杂、工艺难度较高的问题，并且上述专利均不是侧重不同材质裸晶片的集成。

发明内容

为实现上述发明目的，本申请通过如下的技术方案来实现：

一种一体化集成电路封装结构，其特征在于：包括第一类裸晶片、第二类裸晶片、金属层和人造电介质聚酰亚胺层，所述金属层包括第一再分布层和第二再分布层；所述金属层和人造电介质聚酰亚胺层交错堆叠，裸晶片包裹于人造电介质mold compound中，所述第一再分布层与所述裸晶片连接。