高频芯片封装结构的制作方法

本申请涉及芯片封装，具体而言，涉及一种高频芯片封装结构。

背景技术：

1、面向未来6g无线通信、汽车自动驾驶雷达、宽带多频雷达以及其它消费电子产品等应用，对高频率、大带宽芯片的需求急剧增加，频率需求已经接近100ghz甚至亚太赫兹级别。封装有着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部与外部电路的桥梁。随着电子产品小型化发展的要求，封装技术不断革新，传统的封装呈现出多种多样的性能限制，包括但不限于终端阻抗失配、射频频率受限、高传输损耗、强电磁干扰等。

2、现有传统的高频芯片陶瓷封装中高频芯片与陶瓷基板接触，而非上外壳，导致电连接和散热均只能通过底部传输，无法做到独立优化高频传输和高导热性能；高频信号需要通过陶瓷基板的铜通孔才能与外部连接，通常需要涉及到多层布线及通孔工艺，工艺复杂，封装成本显著增加。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种尺寸更小、性能更好的高频芯片封装结构，通过将封装结构中芯片设置在陶瓷基板开设的凹槽中，能够实现极高的高频传输；该封装结构电信号通过陶瓷基板上侧的外部引脚与外部连接，而芯片紧贴在陶瓷基板内，芯片热量通过背面散出，整个模块电连接与散热分离，各自能够实现更好的性能，有利于系统封装热管理，从而解决上述技术问题。

2、本申请实施例提供了一种高频芯片封装结构，所述封装结构包括：陶瓷基板、高频芯片和外部引脚；

3、所述陶瓷基板包括：凹槽区域和传输区域；

4、所述凹槽区域设置于所述陶瓷基板的第一表面上，所述传输区域包围所述第一表面设置，以形成具有第二表面的包围结构；

5、所述高频芯片贴附在所述凹槽区域内，并与所述传输区域的包围结构内侧边缘通过金属键合线建立连接；所述外部引脚设置在所述传输区域所在第二表面上；

6、其中，所述高频芯片的高频电信号通过引线传输至所述传输区域，所述外部引脚将到达所述传输区域的所述高频电信号传输至外部系统。

7、在上述实现过程中，封装结构中无需导电通孔，工艺更简单，封装成本更低，且各焊盘之间的距离极短，可以支持更高传输频率；散热面与电学封装接口分离，散热性能更好，另外对模块进行背部散热处理时，不用考虑电接口问题，从而可以采用更多高效的散热技术，如热传导、风冷、液冷等技术，提高了芯片的散热能力。

8、可选地，所述封装结构还包括：壳体；

9、所述壳体覆盖于所述高频芯片外部设置，并配置为封装所述高频芯片与所述传输区域连接的金属键合线于其中。

10、在上述实现过程中，壳体用于固定和保护内部的电子元件，提高工艺可靠性。

11、可选地，所述壳体的高度高于金属键合线的高度，且低于所述外部引脚的高度。

12、在上述实现过程中，壳体高度高于金属键合线的高度，可将金属键合线完整包含在内部；保护壳的高度低于外部引脚的高度，使得封装模块在后续系统封装中，外部引脚的电连接仍旧良好。

13、可选地，所述壳体的内部空隙不进行填充。

14、在上述实现过程中，通过将壳体内部设置为空气腔，减少了封装材料对高频信号的吸收，避免了能量损耗，提高了高频信号的传输效率和稳定性，进而增加射频带宽，提高通信性能。

15、可选地，所述高频芯片通过导热胶水或导电胶水倒装贴于所述凹槽区域内部。

16、在上述实现过程中，一方面可帮助传递并分散热量，提高散热效率，另一方面实现可靠的电气连接。

17、可选地，所述外部引脚为焊球；所述焊球被焊锡在所述传输区域所在第二表面上，形成电互连。

18、在上述实现过程中，连接高频芯片和陶瓷基板，实现高频芯片和外部电路的连接，提高半导体芯片的电性能和可靠性。

19、可选地，所述高频芯片的背部焊盘与所述外部引脚的焊盘处在同一高度。

20、在上述实现过程中，通过将高频芯片与陶瓷基板设置在同一高度，且焊盘距离极短，能够实现极高的高频传输。

21、可选地，所述第一表面为矩形，所述矩形位于所述第二表面的中心位置。

22、在上述实现过程中，通过设置成矩形的凹槽区域，整体形成回字形结构，有利于芯片的放置，结构简单，成本低。

23、可选地，所述陶瓷基板的层数为多层。

24、在上述实现过程中，多层陶瓷基板可以实现更加复杂的电路设计和更高的集成度，同时也有助于减小封装结构的尺寸和重量。

25、可选地，所述高频芯片的个数为多个。

26、在上述实现过程中，多个高频芯片集成在一个封装结构中，可以提高整个系统的功能性和集成度。

27、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作更多说明如下。

技术特征：

1.一种高频芯片封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：陶瓷基板、高频芯片和外部引脚；

2.根据权利要求1所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括：壳体；

3.根据权利要求2所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述壳体的高度高于金属键合线的高度，且低于所述外部引脚的高度。

4.根据权利要求2所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述壳体的内部空隙不进行填充。

5.根据权利要求1所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述高频芯片通过导热胶水或导电胶水倒装贴于所述凹槽区域内部。

6.根据权利要求1所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述外部引脚为焊球；所述焊球被焊锡在所述传输区域所在第二表面上，形成电互连。

7.根据权利要求5-6任一所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述高频芯片的背部焊盘与所述外部引脚的焊盘处在同一高度。

8.根据权利要求1所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述第一表面为矩形，所述矩形位于所述第二表面的中心位置。

9.根据权利要求1所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述陶瓷基板的层数为多层。

10.根据权利要求1所述的高频芯片封装结构，其特征在于，所述高频芯片的个数为多个。

技术总结
本申请提供一种高频芯片封装结构，涉及芯片封装技术领域，该封装结构包括：陶瓷基板、高频芯片和外部引脚；陶瓷基板包括：凹槽区域和传输区域；凹槽区域设置于陶瓷基板的第一表面上，传输区域包围第一表面设置，以形成具有第二表面的包围结构；高频芯片贴附在凹槽区域内，并与传输区域的包围结构内侧边缘通过金属键合线建立连接；外部引脚设置在传输区域所在第二表面上。封装结构中无需导电通孔，工艺更简单，封装成本更低，且各焊盘之间的距离极短，可以支持更高传输频率；散热面与电学封装接口分离，散热性能更好，不用考虑电接口问题，从而可以采用更多高效的散热技术，提高了芯片的散热能力。

技术研发人员：杨忠华,孙瑜,万里兮,石先玉
受保护的技术使用者：成都万应微电子有限公司
技术研发日：20240207
技术公布日：2024/9/23