CN221263779U - 射频模组封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种射频模组封装结构，在重新布线层中设置凹槽，基于虚拟金属布线层及虚拟金属连接件，将滤波器芯片键合于重新布线层的凹槽上，构成闭合空腔，可缩小封装尺寸、制备工艺简单、制程成本低，进一步的，可在制备金属布线层的同时制备虚拟金属布线层以及可在制备金属连接件的同时制备虚拟金属连接件，从而可在不额外引入其他材料及工艺步骤的情形下封闭凹槽构成闭合空腔，以进一步的降低成本。

Description

射频模组封装结构

技术领域

本实用新型属于半导体制造技术领域，涉及一种射频模组封装结构。

背景技术

电子产品的迅猛发展是当今封装技术进化的主要驱动力，小型化、高密度、高频、高速、高可靠性和低成本是先进封装的主流发展方向。其中系统级封装(System In aPackage，SIP)是最重要也是最有潜力满足这种高密度系统集成的技术之一。

SIP封装是指将多种功能芯片，如处理器、存储器等功能芯片根据应用场景、封装基板层数等因素，集成在一个封装结构内，从而通过一个封装结构实现完整功能。因此，射頻器件的封装可采用SIP封装技术，以将如滤波器、开关、放大器、电容、电感等整合在同一个封装结构中，制备射频模组封装结构，以缩小封装尺寸，提升封装整合度。

目前，在射频模组封装结构中，对于滤波器芯片封装体的制备，是在滤波晶圆的表面通过两次图形化绝缘层的制备，以在滤波器晶片上形成空腔，而后在滤波器晶片的表面及空腔外侧制备金属互连件，再进行切割，以制备滤波器芯片封装体，之后将滤波器芯片封装体与其他功能芯片进行整合，以制备射频模组封装结构。然而，在制备滤波器芯片时，由于引入了图形化的绝缘层，会增加射频模组封装结构的体积，且额外的绝缘层的引入也会使得封装成本增高。

因此，提供一种射频模组封装结构，实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种射频模组封装结构，用于解决现有技术中射频模组封装结构体积大、成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种射频模组封装结构，所述射频模组封装结构包括：

重新布线层，所述重新布线层包括相对设置的第一面及第二面，所述重新布线层包括介质层、金属布线层及虚拟金属布线层，所述介质层中设置有凹槽；

滤波器芯片，所述滤波器芯片键合于所述重新布线层的第一面上，所述滤波器芯片的表面设置有金属连接件及虚拟金属连接件，所述金属连接件与所述滤波器芯片电连接且与所述金属布线层电连接，所述虚拟金属连接件与所述虚拟金属布线层键合且结合所述凹槽构成位于所述重新布线层与所述滤波器芯片之间的闭合空腔；

封装层，所述封装层位于所述重新布线层的第一面上，所述封装层包覆所述滤波器芯片、所述金属布线层、所述虚拟金属布线层、所述金属连接件及所述虚拟金属连接件；

金属凸块，所述金属凸块位于所述重新布线层的第二面上且与所述金属布线层电连接。

可选地，所述虚拟金属布线层位于所述重新布线层的第一面上，且自所述凹槽的开口边缘向外侧延伸。

可选地，所述虚拟金属布线层与所述金属布线层具有相同材质且基于同一步骤制备。

可选地，所述金属布线层包括铜层、铝层、镍层、金层及银层中的一种或组合；所述虚拟金属布线层包括铜层、铝层、镍层、金层及银层中的一种或组合。

可选地，所述金属连接件及所述虚拟金属连接件具有相同材质且基于同一步骤制备。

可选地，所述金属连接件包括焊球凸块；所述虚拟金属连接件包括焊球凸块；所述焊球凸块包括Sn焊球凸块、SnPb焊球凸块或SnAg焊球凸块。

可选地，所述闭合空腔的横截面形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种或组合。

可选地，还包括与所述重新布线层电连接接的功能芯片，所述功能芯片包括开关芯片、放大器芯片、电容及电感中的一种或组合。

可选地，所述功能芯片位于所述重新布线层的第一面上和/或所述功能芯片位于所述重新布线层的第二面上。

可选地，所述射频模组封装结构包括晶圆级射频模组封装结构。

如上所述，本实用新型的射频模组封装结构，在重新布线层中设置凹槽，基于虚拟金属布线层及虚拟金属连接件，将滤波器芯片键合于重新布线层的凹槽上，构成闭合空腔，可缩小封装尺寸、制备工艺简单、制程成本低，进一步的，可在制备金属布线层的同时制备虚拟金属布线层以及可在制备金属连接件的同时制备虚拟金属连接件，从而可在不额外引入其他材料及工艺步骤的情形下封闭凹槽构成闭合空腔，以进一步的降低成本。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例中制备射频模组封装结构的工艺流程图。

图2显示为本实用新型实施例中提供的支撑衬底的结构示意图。

图3显示为本实用新型实施例中形成重新布线层后的结构示意图。

图4显示为图3中A区域的俯视结构示意图。

图5显示为本实用新型实施例中键合芯片后的结构示意图。

图6显示为图5中B区域的俯视结构示意图。

图7显示为本实用新型实施例中形成封装层及去除支撑衬底节后的结构示意图。

图8显示为本实用新型实施例中形成金属凸块后的结构示意图。

附图标记说明

100 支撑衬底

200 分离层

301 介质层

302 金属布线层

303 虚拟金属布线层

304 凹槽

401 滤波器芯片

402 开关芯片

403 放大器芯片

404 电容

501 金属连接件

502 虚拟金属连接件

600 闭合空腔

700 封装层

800 金属凸块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向，可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触，另外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。

如图8，本实施例提供一种射频模组封装结构，所述射频模组封装结构包括重新布线层、滤波器芯片401、封装层700及金属凸块800，其中，所述重新布线层包括相对设置的第一面及第二面，所述重新布线层包括介质层301、金属布线层302及虚拟金属布线层303，所述介质层301中设置有凹槽304；所述滤波器芯片401键合于所述重新布线层的第一面上，所述滤波器芯片401的表面设置有金属连接件501及虚拟金属连接件502，所述金属连接件501与所述滤波器芯片401电连接且与所述金属布线层302电连接，所述虚拟金属连接件502与所述虚拟金属布线层303键合且结合所述凹槽304构成位于所述重新布线层与所述滤波器芯片401之间的闭合空腔600；所述封装层700位于所述重新布线层的第一面上，所述封装层700包覆所述滤波器芯片401、所述金属布线层302、所述虚拟金属布线层303、所述金属连接件501及所述虚拟金属连接件502；所述金属凸块800位于所述重新布线层的第二面上且与所述金属布线层302电连接。

本实施例的射频模组封装结构，在所述重新布线层中设置所述凹槽304，基于所述虚拟金属布线层303及所述虚拟金属连接件502，将所述滤波器芯片401键合于所述重新布线层的所述凹槽304上，构成所述闭合空腔600，可缩小封装尺寸、制备工艺简单、制程成本低，进一步的，可在制备所述金属布线层302的同时制备所述虚拟金属布线层303以及可在制备所述金属连接件501的同时制备所述虚拟金属连接件502，从而可在不额外引入其他材料及工艺步骤的情形下封闭所述凹槽304构成所述闭合空腔600，以进一步的降低成本。

参阅图1示意了一种制备所述射频模组封装结构的工艺方法，但所述射频模组封装结构的制备并非局限于此。

以下结合说明书附图1～8，对有关所述射频模组封装结构的结构及制备进行介绍。

首先，参阅图1及图2，执行步骤S1，提供支撑衬底100。

具体的，所述支撑衬底100可包括如玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底等，以通过所述支撑衬底100为后续制程提供支撑，关于所述支撑衬底100的尺寸此处不作限定，优选为晶圆级。

其中，为便于后续去除所述支撑衬底100，本实施例中，优选在所述支撑衬底100的表明形成有分离层200，所述分离层200包括但不限于胶带及聚合物层，如所述分离层200可选用光热转换层，以便于后续可采用如激光等对所述分离层200进行加热，以使所述支撑衬底100分离，提高操作便捷性。

接着，参阅图1及图3，执行步骤S2，于所述支撑衬底100上形成重新布线层，其中，所述重新布线层包括相对设置的第一面及第二面，所述重新布线层包括介质层301、金属布线层302及虚拟金属布线层303，所述介质层301中设置有凹槽304。

具体的，关于所述凹槽304的尺寸，可根据后续需要进行选择，此处不作过分限定，形成所述凹槽304的方法可包括但不限于机械开槽或激光开槽等，具体可根据需要进行选择。

作为示例，所述虚拟金属布线层303位于所述重新布线层的第一面上，且优选自所述凹槽304的开口边缘向外侧延伸，以尽量减小键合所述滤波器芯片401形成所述闭合空腔600时所占用的空间，以尽可能的缩小封装尺寸。

作为示例，所述虚拟金属布线层303与所述金属布线层302优选具有相同材质且基于同一步骤制备，以减少工艺步骤，在制备所述金属布线层302的同时可制备所述虚拟金属布线层303，可避免引入其他材料，从而可进一步的降低成本。

具体的，如图3及图4，本实施例中，所述虚拟金属布线层303与所述金属布线层302为同步制备，区别在于所述金属布线层302的作用为进行电性连接，而所述虚拟金属布线层303并非进行电性连接，而是作为所述凹槽304的围环应用，以便后续形成所述闭合空腔600。

其中，所述虚拟金属布线层303的横截面形貌可包括圆形、椭圆形及多边形中的一种或组合，此处不作限定，从而后续可制备横截面形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种或组合的所述闭合空腔600。

作为示例，所述金属布线层302可包括铜层、铝层、镍层、金层及银层中的一种或组合；所述虚拟金属布线层303可包括铜层、铝层、镍层、金层及银层中的一种或组合。

关于所述重新布线层中的所述金属布线层302、所述虚拟金属布线层303及所述介质层301的具体材质及层数设置，此处不作过分限制。

其中，关于所述凹槽304的制备，可在形成所述虚拟金属布线层303后，或在形成所述虚拟金属布线层303之前，对所述介质层301进行图形化后制备，如进行机械开槽或激光开槽等，具体可根据需要进行选择此处不作限定。

接着，参阅图1、图5及图6，执行步骤S3，于所述重新布线层的第一面上键合芯片。

具体的，所述芯片包括所述滤波器芯片401，还包括除所述滤波器芯片401以外的其他功能芯片，以满足封装结构的功能需求。其中，所述功能芯片可包括如开关芯片402、放大器芯片403如功率放大器和低噪声放大器、电容404及电感中的一种或组合等，此处不作过分限制。

本实施例中，所述芯片均键合于所述重新布线层的第一面上，但并非局限于此，如根据需要也可将除所述滤波器芯片401外的其他功能芯片键合于所述重新布线层的第二面上，或部分键合于所述重新布线层的第一面上部分键合于所述重新布线层的第二面上，此处不作过分限制。

其中，所述滤波器芯片401的表面具有与所述滤波器芯片401电连接且与所述金属布线层302电连接，以实现电性传输的所述金属连接件501，同时，所述滤波器芯片401的表面还具有非进行电性传输的所述虚拟金属连接件502，所述虚拟金属连接件502用于所述虚拟金属布线层303键合，以作为所述凹槽304的围环，从而结合所述虚拟金属连接件502及所述虚拟金属布线层303可在所述重新布线层与所述滤波器芯片401之间形成所述闭合空腔600。

作为示例，所述金属连接件501及所述虚拟金属连接件502优选具有相同材质且基于同一步骤制备，以减少工艺步骤，在制备所述金属连接件501的同时可制备所述虚拟金属连接件502，可避免引入其他材料，从而可进一步的降低成本。

其中，所述金属连接件501及所述虚拟金属连接件502可均为焊球凸块；所述焊球凸块可包括如Sn焊球凸块、SnPb焊球凸块或SnAg焊球凸块等，关于所述金属连接件501及所述虚拟金属连接件502的材质、尺寸及形貌等，此处不作过分限制。

接着，如图1及图7，执行步骤S4，形成封装层700，以及执行步骤S5，去除所述支撑衬底100。

具体的，形成所述封装层700的方法可包括但不限于压缩成型、传递模塑成型及旋涂，所述封装层700的材质可包括但不限于环氧树脂及聚酰胺，关于所述封装层700的材质及制备方法此处不作过分限制。在去除所述支撑衬底100后，可显露所述重新布线层中的所述金属连接件501，以便于后续的电性连接。

接着，如图1及图8，执行步骤S6，于所述重新布线层的第二面上形成金属凸块800。

具体的，通过与所述重新布线层电连接的所述金属凸块800可实现与外界的电性连接。其中，所述金属凸块800可包括如焊球凸块、C4金属凸块、铜柱凸块等，关于所述金属凸块800的具体种类及材质此处不作过分限制。

作为示例，所述射频模组封装结构可包括晶圆级射频模组封装结构，且在进行切割后即可形成如图8所示的单个射频模组封装结构，以提高生产效率。

综上所述，本实用新型的射频模组封装结构，在重新布线层中设置凹槽，基于虚拟金属布线层及虚拟金属连接件，将滤波器芯片键合于重新布线层的凹槽上，构成闭合空腔，可缩小封装尺寸、制备工艺简单、制程成本低，进一步的，可在制备金属布线层的同时制备虚拟金属布线层以及可在制备金属连接件的同时制备虚拟金属连接件，从而可在不额外引入其他材料及工艺步骤的情形下封闭凹槽构成闭合空腔，以进一步的降低成本。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种射频模组封装结构，其特征在于，所述射频模组封装结构包括：

重新布线层，所述重新布线层包括相对设置的第一面及第二面，所述重新布线层包括介质层、金属布线层及虚拟金属布线层，所述介质层中设置有凹槽；

滤波器芯片，所述滤波器芯片键合于所述重新布线层的第一面上，所述滤波器芯片的表面设置有金属连接件及虚拟金属连接件，所述金属连接件与所述滤波器芯片电连接且与所述金属布线层电连接，所述虚拟金属连接件与所述虚拟金属布线层键合且结合所述凹槽构成位于所述重新布线层与所述滤波器芯片之间的闭合空腔；

封装层，所述封装层位于所述重新布线层的第一面上，所述封装层包覆所述滤波器芯片、所述金属布线层、所述虚拟金属布线层、所述金属连接件及所述虚拟金属连接件；

金属凸块，所述金属凸块位于所述重新布线层的第二面上且与所述金属布线层电连接。

2.根据权利要求1所述的射频模组封装结构，其特征在于：所述虚拟金属布线层位于所述重新布线层的第一面上，且自所述凹槽的开口边缘向外侧延伸。

3.根据权利要求1所述的射频模组封装结构，其特征在于：所述虚拟金属布线层与所述金属布线层具有相同材质且基于同一步骤制备。

4.根据权利要求1所述的射频模组封装结构，其特征在于：所述金属布线层包括铜层、铝层、镍层、金层及银层中的一种或组合；所述虚拟金属布线层包括铜层、铝层、镍层、金层及银层中的一种或组合。

5.根据权利要求1所述的射频模组封装结构，其特征在于：所述金属连接件及所述虚拟金属连接件具有相同材质且基于同一步骤制备。

6.根据权利要求1所述的射频模组封装结构，其特征在于：所述金属连接件包括焊球凸块；所述虚拟金属连接件包括焊球凸块；所述焊球凸块包括Sn焊球凸块、SnPb焊球凸块或SnAg焊球凸块。

7.根据权利要求1所述的射频模组封装结构，其特征在于：所述闭合空腔的横截面形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种或组合。

8.根据权利要求1所述的射频模组封装结构，其特征在于：还包括与所述重新布线层电连接接的功能芯片，所述功能芯片包括开关芯片、放大器芯片、电容及电感中的一种或组合。

9.根据权利要求8所述的射频模组封装结构，其特征在于：所述功能芯片位于所述重新布线层的第一面上和/或所述功能芯片位于所述重新布线层的第二面上。

10.根据权利要求1所述的射频模组封装结构，其特征在于：所述射频模组封装结构包括晶圆级射频模组封装结构。