[发明专利]一种基于柔性基板封装的屏蔽结构及其制作工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及一种基于柔性基板封装的屏蔽结构及其制作工艺，尤其涉及一种用于单芯片封装和系统级封装（SiP）的屏蔽结构及其制作工艺，属于微电子封装技术领域。

背景技术

随着通讯电子的兴起，对小型化和高灵敏度模块或系统的需求越来越高，对信号质量的要求也越来越严格。一般通讯系统的灵敏度都在－100dBm，GPS（全球定位系统）的灵敏度甚至低于－148dBm，一些收发模块的灵敏度要求也很高，电磁兼容（EMI）成了系统小型化封装中的一个非常重要的问题。EMI问题主要有外界磁场对模块芯片的干扰，模块对外辐射干扰其它敏感源以及模块内部芯片之间的电磁干扰问题，包含封装基板线路屏蔽以及元器件屏蔽两个层面的内容。

以系统级封装（SiP）为代表的新型封装技术，一些新型材料和技术的应用为小型化带来契机，成为系统或模块小型化的有效实现方式之一。柔性电子技术是一门新型的科学技术，其中柔性基板与传统硬质基板相比更具柔韧性、薄膜性，而且保留了硬质基板绝缘性、较高强度等特点。

柔性基板应用主要在柔性显示器、薄膜太阳能电池和电子皮肤三个方面。2007年举办的SID大会上，E-Ink和Bridgestone分别展示了可卷曲电子书和可卷曲电子纸，Sony与LG Philips LCD则分别展出柔性OLED显示器。薄膜电池产品已经研发成功并面向市场销售，电子皮肤也处于研发阶段。这些应用充分利用了柔性基板柔韧性和薄膜性的特点。

利用柔性基板实现小型化、3D封装的研究也是柔性基板主要研究方向之一。US0066000222B1、US20050224993A1和US20040212063A1等专利利用柔性基板柔韧性实现三维堆叠，提高封装密度。这些研究集中在系统的三维封装结构上并未涉及屏蔽设计。US006121676A中除了实现柔性基板的三维封装之外，还采用外部金属框起到固定和散热的作用。虽然金属框也可以起到一定的屏蔽效果，但对系统内部器件的辐射干扰并不能抑制。另外，采用较厚的金属外框固定成形也增加了封装的体积。

CN200910143507.1显示了一种传统的电子元件系统屏蔽结构，包括基底，电子元件以及屏蔽装置。为了降低相同屏蔽罩内电子元件之间的干扰，在屏蔽结构顶部添加电磁带隙结构。但该类屏蔽结构适用于封装后的元器件系统，而且整个系统的尺寸较大。CN200410081686.8、CN200810082225.0等专利保护了特定的屏蔽型柔性电路板结构。该类结构仅针对基板屏蔽，即仅能屏蔽柔性基板内部电路，不能解决封装中元器件的EMI问题。并且该类专利中保护了特定的屏蔽型柔性基板结构，不具有唯一性，即采用常规方法和其它特殊结构也能实现具有屏蔽性能的柔性基板。

基于上述对屏蔽技术和柔性基板的探讨，针对模块小型化系统封装解决方案中的三个主要EMI问题，即外界磁场对模块芯片的干扰，模块对外辐射干扰其它敏感源以及模块内部芯片之间的电磁干扰问题，作为新型屏蔽结构的研究方向。

发明内容

本发明为满足对小型化和高灵敏度模块或系统的需求越来越高，针对模块小型化后的EMI问题，本发明提供了一种基于柔性基板封装的屏蔽结构及其制作工艺。    

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于柔性基板封装的屏蔽结构包括柔性基板，所述柔性基板包覆在元器件上，所述柔性基板和元器件之间填充有灌封胶，所述柔性基板包覆有至少一层屏蔽层，所述屏蔽层接地或者接电源，所述带有屏蔽层的柔性基板外表面设有多个封装引脚，所述封装引脚和柔性基板之间电连接，所述柔性基板通过封装引脚和印制电路板之间进行互连。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述元器件包括至少一个裸芯片、无源元件或者封装后的芯片，所述封装引脚为球栅阵列的焊球、引脚阵列的针状插脚或者平面栅格阵列的金属触点。

进一步，所述元器件为裸芯片时，所述裸芯片和柔性基板之间采用倒装焊的形式进行互连，所述裸芯片通过多个倒装焊凸点固定在柔性基板上，所述倒装焊凸点的周围填充有底部填充胶；或者所述裸芯片和柔性基板之间采用引线键合的形式进行互连，所述裸芯片通过粘结剂固定在柔性基板上，所述芯片通过引线键合线和柔性基板之间电连接。

进一步，所述元器件为无源元件或者封装后的芯片时，所述无源元件或者封装后的芯片采用表面贴装的形式与柔性基板互联。

进一步，所述带有屏蔽层的柔性基板包覆元器件的方式为单层包覆，该单层包覆结构是通过将至少一个元器件设置于柔性基板上，再将柔性基板折叠后使柔性基板将元器件包覆在内而形成的。