一種雙腔體三維封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微電子封裝領(lǐng)域，具體涉及一種雙腔體三維封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的二維封裝結(jié)構(gòu)中，常采用金屬壁、金屬罩的方式隔離微波和數(shù)模信號(hào)，但是這種二維集成的方法不利于產(chǎn)品的小型化。芯片堆疊和封裝堆疊是常用的系統(tǒng)級(jí)三維封裝技術(shù)，能有效減小封裝的面積，但是受到長(zhǎng)引線、翹曲、散熱等因素的影響，不能滿足微波電路集成和電子產(chǎn)品可靠性的需求。美國專利局公開的US6613978B2中，提出了一種適用于航天電子產(chǎn)品的三維多芯片封裝結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用疊層型雙腔、雙面組裝的方法來減小封裝面積，但是該結(jié)構(gòu)的兩個(gè)腔體之間的電路無法通信，不利于系統(tǒng)集成。此外，封裝結(jié)構(gòu)的外引腳不能同時(shí)對(duì)外傳輸數(shù)字、模擬和微波信號(hào)，不利于封裝體與外界的互連。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的目的是提出一種雙腔體三維封裝結(jié)構(gòu)，使得上下腔體的電路可以通信，且兩腔體的信號(hào)互不干擾，結(jié)構(gòu)小型化，可提高系統(tǒng)集成度。
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型提出一種雙腔體三維封裝結(jié)構(gòu)，包括金屬屏蔽隔板；分別連接在金屬屏蔽隔板上下表面形成上腔體、下腔體的上封裝外殼、下封裝外殼；設(shè)于所述金屬屏蔽隔板上表面的上封裝基體，及設(shè)于上封裝基體上的第一電路層；設(shè)于所述金屬屏蔽隔板下表面的下封裝基體，及設(shè)于下封裝基體上的第二電路層；所述金屬屏蔽隔板上還設(shè)有至少兩個(gè)位于上封裝基體和下封裝基體外側(cè)的安裝孔；該結(jié)構(gòu)還包括:固定在安裝孔內(nèi)的同軸垂直互連結(jié)構(gòu)，以及固定在金屬屏蔽隔板和下封裝外殼間并與外部引腳連接的連接器；
[0005]其中，至少一同軸垂直互連結(jié)構(gòu)通過鍵合線連接上封裝基體和下封裝基體，至少一同軸垂直互連結(jié)構(gòu)通過鍵合線連接上封裝基體和連接器。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述第一電路層為微波電路層、所述第二電路層為數(shù)模電路層；或者，所述第一電路層為數(shù)模電路層、所述第二電路層為微波電路層。
[0007]優(yōu)選的，其上設(shè)微波電路層的上封裝基體或下封裝基體的基材為高頻電路板材。
[0008]優(yōu)選的，其上設(shè)數(shù)模電路層的上封裝基體或下封裝基體的基材為FR4等級(jí)材料、Rogers材料或BT樹脂。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述連接器為T型連接器，其T字橫部的上表面為金屬地平面、下表面為表層金屬圖形平面、上下表面間設(shè)有絕緣固定件，其T字豎部為一絕緣凸部，T型連接器橫部連接金屬屏蔽隔板、豎部連接下封裝外殼。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述表層金屬圖形平面為共面波導(dǎo)金屬圖形和微帶線金屬圖形共面并存的平面。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述絕緣固定件和絕緣凸部的基材均為陶瓷基材。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述同軸垂直互連結(jié)構(gòu)包括自軸心向外依次同軸設(shè)置的信號(hào)傳輸金屬通柱、絕緣介質(zhì)和金屬屏蔽層。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述同軸垂直互連結(jié)構(gòu)為均勻傳輸線結(jié)構(gòu)，配置50歐姆或70歐姆的恒定阻抗。
[0014]優(yōu)選的，所述金屬屏蔽隔板的基材為AlS1、Al-SiC、WCu或MoCu。
[0015]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:通過金屬屏蔽隔板將上下兩個(gè)腔體進(jìn)行信號(hào)屏蔽，通過同軸垂直互連結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上下兩層電路板的內(nèi)連接，結(jié)合同軸垂直互連結(jié)構(gòu)和連接器實(shí)現(xiàn)內(nèi)部電路板與外部引腳的外連接，從而實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部上下腔體的電路通信，且相互之間信號(hào)不干擾，以及封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部的自由通信，該封裝結(jié)構(gòu)集成度高，利于系統(tǒng)集成。
[0016]此外，上下兩層電路中，其中一層設(shè)置為微波電路層，另一層設(shè)置為數(shù)模電路層，由于兩個(gè)腔體由金屬屏蔽隔板屏蔽，因而微波電路層和數(shù)模電路層的電磁信號(hào)互不干擾，也就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通信、控制和存儲(chǔ)一體化封裝。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的雙腔體三維封裝結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1的雙腔體三維封裝結(jié)構(gòu)的A-A方向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的金屬屏蔽隔板與同軸垂直互連結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一同軸垂直互連結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的T型連接器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的T型連接器的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的T型連接器的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]101-金屬屏蔽隔板，102-上層金屬封環(huán)，103-上金屬蓋板，104-上腔體，105-上層無源器件，106-上層有源器件，107-上封裝基體，108-同軸垂直互連結(jié)構(gòu)，109-填充料，110-連接器，111-下層金屬封環(huán)，112-下金屬蓋板，113-下腔體，114-下層有源器件，115-下層無源器件，116-下封裝基體，117-鍵合線，118-外部引腳，119-金屬屏蔽層，120-絕緣介質(zhì)，121-信號(hào)傳輸金屬通柱，122-金屬地平面，123-絕緣凸部，124-絕緣固定件，125-表層金屬圖形平面，126-共面波導(dǎo)金屬圖形平面，127-微帶線金屬圖形平面
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0027]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
[0028]圖1示出了采用本實(shí)用新型的雙腔體三維封裝結(jié)構(gòu)的封裝體立體結(jié)構(gòu)，圖2示出了圖1中A-A剖切方向的雙腔體三維封裝結(jié)構(gòu)剖面結(jié)構(gòu)，包括金屬屏蔽隔板101、上封裝外殼、下封裝外殼、上腔體104、下腔體113、上封裝基體107、第一電路層、下封裝基體116、第二電路層、同軸垂直互連結(jié)構(gòu)108、連接器110。較佳的，上封裝外殼由上層金屬封環(huán)102和上金屬蓋板103組成，下封裝外殼由下層金屬封環(huán)111和下金屬蓋板112組成。
[0029]具體的，上層金屬封環(huán)102連接金屬屏蔽隔板101上表面邊沿，上金屬蓋板103蓋住上層金屬封環(huán)102，金屬屏蔽隔板101、上層金屬封環(huán)102和上金屬蓋板103封閉形成上腔體104，下層金屬封環(huán)111連接金屬屏蔽隔板101下表面邊沿，下金屬蓋板112蓋住下層金屬封環(huán)111，金屬屏蔽隔板101、下層金屬封環(huán)111和下金屬蓋板112封閉形成下腔體113，上腔體104和下腔體113間信號(hào)屏蔽。
[0030]金屬屏蔽隔板101上表面上設(shè)置上封裝基體107，在上封裝基體107上設(shè)第一電路層；金屬屏蔽隔板101下表面設(shè)置下封裝基體116，在下封裝基體116上設(shè)第二電路層；第一電路層可以為相同性質(zhì)的電路層，例如都為數(shù)模電路層，也可以為不同性質(zhì)的電路層。圖2中，第一電路層由上層無源器件105和上層有源器件106表示，第二電路層由下層有源器件114和下層無源器件115表示。
[0031]進(jìn)一步的，將第一電路層設(shè)為微波電路層、第二電路層設(shè)為數(shù)模電路層(數(shù)模電路層是相對(duì)于微波電路層而言的，通常用于系統(tǒng)控制或處理、存儲(chǔ)的電路層，但并不限制于此，也可以替換為其他層，同樣不會(huì)與微波電路層相互干擾)。當(dāng)然，第一電路層和第二電路層也可以交換一下，第一電路層設(shè)為數(shù)模電路層、第二電路層設(shè)為微波電路層。相應(yīng)的，設(shè)微波電路層的封裝基體由適用于設(shè)置微波電路的基材制成，例如高頻電路板材，設(shè)數(shù)模電路層的封裝基體由適用于設(shè)置數(shù)模電路的基材制成。優(yōu)選的，其上設(shè)微波電路層的上封裝基體107或下封裝基體116的基材為陶瓷或AlN(氮化鋁)等，例如LTCC (低溫共燒陶瓷)。優(yōu)選的，其上設(shè)數(shù)模電路層的上封裝基體107或下封裝基體116的基材為FR4(樹脂材料經(jīng)過燃燒狀態(tài)必須能夠自行媳滅的一種材料規(guī)格)等級(jí)材料、Rogers材料(羅杰斯公司的線路板材)或BT樹脂(雙馬來酰亞胺三嗪樹脂)等。當(dāng)然，由于上封裝基體和第一電路層，以及下封裝基體和第二電路層是合為一體的，因此，也可以將上封裝基體107和第一電路層合稱為微波電路層或數(shù)模電路層、下封裝基體116和第二電路層合稱為微波電路層或數(shù)模電路層，應(yīng)當(dāng)理解，僅僅是說法的不同，并不影響本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)本身。
[0032]金屬屏蔽隔板101上還設(shè)有安裝孔，安裝孔根據(jù)封裝引腳數(shù)目而定，至少為兩個(gè)，安裝孔位于上封裝基體和下封裝基體外側(cè)。圖2中，封裝結(jié)構(gòu)還包括同軸垂直互連結(jié)構(gòu)108和連接器110。同軸垂直互連結(jié)構(gòu)108