[发明专利]放大器芯片封装结构及制作方法

说明书

本发明提供了一种放大器芯片封装结构及制作方法，涉及芯片封装技术领域，包括芯片、封装基板以及封盖；封装基板设有至少两层介质层，且位于顶层的介质层上设有凹槽，封装基板上设有顶部金属层、中间金属层和底部金属层，封盖设置于封装基板上。本发明提供的放大器芯片封装结构，实现了多层布线，将芯片设置于凹槽内，有效的缩短了芯片与封装基板的顶部金属层之间的连接长度，提高了二者之间的传输能力，降低了射频传输的损耗，带有内腔的封盖使芯片的上方有一层低介电损耗的空气层，避免了传统封装芯片需要直接接触塑封料造成的介电损耗，有效的降低了封装结构造成的毫米波波段的性能损耗。

技术领域

本发明属于芯片封装技术领域，更具体地说，是涉及一种放大器芯片封装结构及制作该封装结构的方法。

背景技术

随着射频频段频谱资源的利用和开发，各种通信系统的工作频率已从较低的频段扩展到了毫米波频段。毫米波频段具有波长短、频带宽、信息容量大等优势，毫米波通信技术被广泛应用于移动通信、雷达探测、电子对抗、精确制导等领域。毫米波放大器能够放大毫米波频段的微波信号，是5G通信接收发射系统的关键器件。毫米波频段的放大器芯片一般采用单片微波集成电路的设计，具有微波性能好、集成度高的优势。

目前，微波射频芯片多采用塑封封装工艺。但是传统的塑封芯片，均采用实心注塑封装工艺，该工艺首先制作金属的封装载体框架，然后在框架上粘接芯片，把芯片键合到封装引脚上，通过注塑机完成芯片注塑，最后通过切割工艺形成最终的封装产品。该封装结构只适用于低于10GHz的频段的芯片封装，对于20GHz以上的5G毫米波频段放大器，存在寄生损耗过大、使用性能差的问题，无法保证芯片的正常使用。

针对毫米波芯片的封装也有部分产品采用陶瓷管壳封装工艺，该工艺是采用无机的AL₂O₃陶瓷材料，在陶瓷基板上制作需要的金属图形，采用低温共烧陶瓷工艺，制作的封装结构，最后分割形成独立封装管壳和盖板，芯片封装过程就是把芯片装载到管壳内部，然后通过金锡焊料或者耐高温胶密封。其优点是损耗小、散热良好、耐高温和气密性良好，但是封装成本很高、封装尺寸较大。主要应用于军工，很难商用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种放大器芯片封装结构及制作该封装结构的方法，以解决现有技术中存在的塑封结构容易造成毫米波放大器损耗过大、使用性能差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种放大器芯片封装结构，包括芯片、封装基板以及封盖；芯片的上表面外周设有若干个金属压点，其中至少两个金属压点为芯片射频端口；封装基板上设有自下而上层叠设置的至少两层介质层，且位于顶层的介质层上设有开口向上且用于容纳芯片的凹槽，凹槽的底面上设有导电层，介质层的顶面上设有若干个位于芯片的外周且分别与若干个金属压点一一对应的顶部金属层，相邻两层介质层之间设有与顶部金属层一一上下对应的中间金属层，位于底层的介质层的底面上设有与中间金属层一一上下对应以及与导电层上下对应的底部金属层，封盖设置于封装基板上且用于封盖封装基板，封盖设有开口向下的内腔。

作为本申请另一实施例，与芯片射频端口相对应的顶部金属层分别为第一射频端口，芯片射频端口与第一射频端口一一对应相连，与第一射频端口上下对应的底部金属层上分别设有第二射频端口。

作为本申请另一实施例，封装基板上设有若干个位于导电层下方的铜条，铜条延伸至位于凹槽下方的底部金属层上，铜条的顶部与导电层连通。

作为本申请另一实施例，凹槽贯穿顶层的介质层的板面，导电层与中间金属层齐平。

作为本申请另一实施例，芯片射频端口与第一射频端口通过键合丝相连；第一射频端口上设有用于与键合丝键合的镀层。

作为本申请另一实施例，键合丝设有两根，且键合丝与芯片和第一射频端口分别通过锲焊或球焊相连。