[发明专利]一种保持元件高Q值的低剖面三维集成射频模组

说明书

本发明公开了一种保持元件高Q值的低剖面三维集成射频模组，包括底层芯片和设置在底层芯片上方的高精度转接基片，所述底层芯片和高精度转接基片通过互连凸点集成在一起；所述底层芯片正面上设有滤波电路、第一信号焊盘和第一接地焊盘，所述底层芯片背面设有金属地，所述第一接地焊盘与金属地相连；所述高精度转接基片背面上设有第二信号焊盘和第二接地焊盘，所述第二信号焊盘通过互连凸点与第一信号焊盘对应互连，所述第二接地焊盘通过互连凸点与第一接地焊盘对应互连；所述高精度转接基片正面固定设有放大类芯片和混频类芯片。本发明保证了宽带射频芯片射频接地需求。

技术领域

本发明属于微波射频集成电路技术领域，具体涉及一种保持元件高Q值的低剖面三维集成射频模组。

背景技术

射频通道一般包含滤波器、放大器、混频器等不同功能器件，随着射频芯片集成密度的提升，不同功能可实现单片集成，但单颗芯片的良率和大尺寸的可靠性均面临挑战。另一方面，滤波器作为射频通道的关键器件，其尺寸通常较大，一般不和有源器件采用同种工艺制程而需采用多颗芯片集成，但多颗芯片的平面布局已无法满足射频系统小型化的发展趋势。因此，为了进一步提升射频通道的集成密度，业界在不断尝试三维集成芯片和模组的研发，目的是通过垂直堆叠实现单位面积内功能密度的显著提升。

中国专利CN201911349357.X公开了一种硅基三维集成微波变频组件。该变频组件包括下层设置的预选滤波增益控制组件和上层设置的混频数字采样组件，其中预选滤波增益控制组件是独立的硅基封装的模块，芯片内置在硅基板的腔体内，底部和顶部设置BGA阵列焊盘；混频数字采样组件是一个独立的硅基自密封模块，芯片内置在硅基板的腔体内，底部设置高温BGA阵列焊球。两层模块通过BGA互连实现整个三维集成微波组件。

中国专利CN202010130712.0公开了一种三维堆叠集成结构及其多芯片集成结构和制备方法，包括基片和嵌装在基片内的若干芯片；基片上设置若干贯穿基片正面和背面的导电通孔，基片背面间隔设置有若干凹槽，每个凹槽内均嵌入对应的芯片，芯片正面的焊盘朝向基片背面，基片背面的表面依次设置有电连通的背面多层金属布线层、背面凸点下金属层和背面对外电引脚。

从以上描述可知，现有的三维集成射频芯片或组件存在的主要问题是：

1)宽带射频芯片由于需考虑射频接地和空气腔高度，若通过类似TSV的技术在片上打孔实现多层芯片的直接堆叠，会带来元器件Q值恶化、传输线阻抗变低等问题，而这些问题会影响射频模组中底层器件的正常工作，因此一般均通过硅基板等进行信号的转接来实现三维集成，各层分为独立的腔体，需要转接板的层数较多，这样集成的高度难以适应系统低剖面的要求；

2)射频模组由于存在频谱的变换，对信号间的隔离度直接决定了射频模组的性能，将射频芯片埋置在基板内腔槽中的方式能实现宽带射频性能和不同器件之间的电磁屏蔽和信号隔离，但为了保证转接板的结构强度，中间转接板有开腔率要求而牺牲了实际可用的面积，集成密度的提升有限。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种保持元件高Q值的低剖面三维集成射频模组解决了以上问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种保持元件高Q值的低剖面三维集成射频模组，包括底层芯片和设置在底层芯片上方的高精度转接基片，所述底层芯片和高精度转接基片通过互连凸点集成在一起；

所述底层芯片正面上设有滤波电路、第一信号焊盘和第一接地焊盘，所述底层芯片背面设有金属地，所述第一接地焊盘与金属地相连；

所述高精度转接基片背面上设有第二信号焊盘和第二接地焊盘，所述第二信号焊盘通过互连凸点与第一信号焊盘对应互连，所述第二接地焊盘通过互连凸点与第一接地焊盘对应互连；所述高精度转接基片正面固定设有放大类芯片和混频类芯片。

进一步地：所述底层芯片为基于砷化镓无源IPD工艺的芯片或硅基IPD衬底。