[发明专利]一种含有高频电路和天线的单芯片倒装结构

说明书

本发明涉及一种含有高频电路和天线的单芯片倒装结构，包括：倒装芯片1‑1、连接垫板1‑2、高频电路1‑3、天线馈电点1‑6、天线1‑7、TSV通孔1‑8；其中，连接垫板1‑2与高频电路1‑3电连接，天线馈电点1‑6与天线1‑7电连接，连接垫板1‑2与天线馈电点1‑6通过TSV通孔1‑8电连接；天线1‑7与高频电路1‑3位于倒装芯片1‑1相对的两个上下表面上。在含有高频电路芯片的基础上，通过采用倒装与半导体芯片通孔工艺结合的结构设计，将倒扣面高频芯片的高频信号输入输出端电极通过TSV通孔与芯片另一面天线的馈电口连接起来，形成单片集成电路结构，实现高频低损耗、小型化的芯片与天线的一体化无线收发功能。

技术领域

本发明涉及无线芯片的新型设计和布局，涉及倒装芯片与TSV通孔的结构设计，TSV通孔将同一颗芯片一面的高频电路端口与另一面天线的馈电口连接起来，形成高频电路与天线的单片结构。

背景技术

至今各种涉及电子信息系统的设备及终端，根据应用，大多需要小型化、集成化。至今为止芯片通常安装在母基板上，独立设计安装在母基板外(拉杆天线为代表)或母基板上(微带天线、表贴介质天线为代表)。但是至今为止的芯片封装、不论是普通芯片封装还是系统级封装SiP(System in Package)，在结构上很难将芯片和天线形成单片结构。传统的芯片与天线分离式结构方式，常常带来安装、连接和调试检测的不便外，还可能使得信号性能受外部信号干扰，出现信号传输质量下降，对设备的批量化工业生产的合格率带来不良影响。

此外，移动终端的空间狭小，射频单元中的芯片与天线需要尽可能紧密连接，以减少信号传输损耗。由于高频电路特点和封装树脂对信号传输的影响，现有的引线框架式的芯片树脂结构封装很难实现一体化设计。

例如，中国发明专利公开号CN101057327A揭示了一种用于ID芯片等的天线，其天线不平坦性已被平整化；还揭示了一种具有这种带平面的天线的IC芯片。这有利于制造带天线的集成电路。通过使导电膜11、树脂膜13、集成电路12和树脂膜14叠在一起而形成的层叠体被卷了起来，使得树脂膜14在外面。然后，通过加热使树脂膜13、14软化，便使层叠体形成卷形。通过沿着使卷曲的导电膜31看起来处于横截面中的那个方向对该卷曲的层叠体进行切割，便形成了由卷曲的导电膜11构成的带天线的IC芯片。

再例如，中国实用新型专利公开号ZL201920060815.7揭示了一种基于多层凹嵌式基板的芯片天线单体化结构，该实用新型的意图是芯片和天线的单体化集成结构在多层基板面的表层可设计加工出所需天线结构，在多层基板的背层一部分形成凹嵌空间，使多层基板作为封装母框体，将裸芯片以点胶形式封装在凹嵌空间内；设计一种低成本的小型化载体结构，既可以实现芯片电路灵活可配置功能，又可以产生芯片天线一体化基板结构。在多层基板1-1底面加工出一个凹嵌空间2-3。把裸芯片2-1借助芯片焊接层材料3-1焊接在多层基板的内层基板衬底上。根据设计布线要求,通过芯片电极引线2-2和层间连线孔1-4，分别接入到信号线1-2、多层基板接地线1-3、底层电极1-5和接地电极1-6上。完成芯片装配及部件贴装后，在基板的凹嵌空间内填充封装树脂4-1，并加热使树脂固化。天线1-7设计在基板上表面，天线1-7是通过天线的馈线连接孔1-8传输射频信号。

上述第一例，中国发明专利公开号CN101057327A是针对ID(身份)芯片，实现了与薄膜天线一体化制作工艺；该发明专利只适合面积极小的RFID类的一体化封装情况，无法适合绝大多数规模面积较大通用型RF芯片或SoC(数模混合芯片)，也无法解决芯片散热等问题。

上述第二例，中国实用新型专利公开号ZL201920060815.7揭示了一种基于多层凹嵌式基板的芯片天线单体化结构；该专利的通用性强，不但适合面积极小的RFID类的一体化封装情况，也适合绝大多数规模面积较大通用型RF芯片或SoC(数模混合芯片)，但该类芯片与天线的一体化结构，最大的缺点是一体化结构的外型尺寸的高度相对较高，散热相对要差一些。