[发明专利]射频微机电器件板级互连封装结构及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电子元器件的结构及其封装方法，特别涉及射频器件的外互连封装结构及其封装方法。

背景技术

外互连和封装是完整实现射频器件功能的重要工艺环节。射频微机电器件对封装的特殊要求有：（1）气密的封闭容腔，提供器件中微机械结构的工作空间及保证其免受外界不利因素如水汽或腐蚀性气体，污染微粒，外应力应变等的影响；（2）有效的射频信号互连，要求具有尽可能小的射频信号损耗，包括插入损耗和反射损耗等。现有射频微机电器件的板级互连方法主要有：（1）引线键合，即利用加热、加压或超声的方法使金属引线与芯片和封装基板电极连接，实现芯片与封装基板间的电互连，其工艺简单易实现，但射频特性差，对器件整体性能的不利影响较大；（2）硅过孔技术，即在芯片或封装基板上制作垂直导电通孔并与电极连接，实现芯片与封装基板间的电互连，其射频特性优于引线键合方法，但工艺复杂，对技术和设备要求较高。其不足之处在于：现有的射频微机电器件封装技术中，无论是芯片级封装还是圆片级封装，器件芯片的外互连和封装大多分为两个独立的结构部分及两个分立的工艺步骤，其对封装和互连的设计和工艺条件要求较高，造成产品的合格率低、成本高。

发明内容

本发明的目的之一是针对现有技术中的不足，提供了一种射频微机电器件板级互连封装结构，使互连与封装一体化，射频损耗小，且结构简单，易于实现。

为此，本发明的技术方案为：一种射频微机电器件板级互连封装结构，包括射频微机电器件芯片、凸点桥、封装基板和密封材料，射频微机电器件芯片底部粘接在封装基板上，射频微机电器件芯片上侧设有芯片电极，封装基板上设有基板电极，所述凸点桥包括凸点桥高频基板，凸点桥高频基板上制作有若干射频传输线电极，各射频传输线电极两端分别设有金属凸点球，凸点桥倒置并跨接在芯片电极与基板电极之间，使金属凸点球与对应的基板电极、芯片电极相连；所述密封材料填充在凸点桥高频基板和封装基板的边缘间隙内。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：该结构在凸点桥高频基板和封装基板之间经密封材料连接成气密封装容腔，射频微机电器件芯片、芯片电极、金属凸点球及射频传输线电极封装在该容腔内，射频传输线电极、芯片电极及基板电极的互连路径较短，射频损耗低于引线键合和硅过孔方法；制造工艺较硅过孔方法简单，易于工艺实现，并且可以实现芯片与芯片之间的直接互连；凸点桥高频基板和金属凸点球同时作为封装盖板和支撑体，凸点桥既作为互连通道，也作为密闭空间的支撑结构，与封装基板以及填充在凸点桥高频基板和封装基板之间的密封材料一起构成射频微机电器件，使其可有效地用于射频信号的处理和传输中。

本发明的进一步改进在于所述射频微机电器件芯片为两个或两个以上时，相邻射频微机电器件芯片的芯片电极之间经金属凸点球和射频传输线电极互连。该结构提供了将两个或两个以上的射频微机电器件芯片封装在一起的技术思路，使电子元器件体积更小，信号传递更加可靠。

为进一步降低射频损耗，所述射频传输线电极、芯片电极及基板电极的阻抗相匹配。

本发明的目的之二是提供一种射频微机电器件板级互连封装结构的封装方法，通过该封装方法，可实现快速、简便地封装射频微机电器件芯片。 

本发明的射频微机电器件板级互连封装结构的封装方法，其包含以下步骤：

（1）在凸点桥高频基板上制作射频传输线电极；

（2）在各个射频传输线电极两端制作金属凸点球，形成凸点桥；

（3）用粘片胶将射频微机电器件芯片粘接在封装基板上； 

（4）倒置凸点桥，使其射频传输线电极两端的金属凸点球分别对准对应的芯片电极和基板电极，利用超声热压使金属凸点球与对应的芯片电极、基板电极相粘接；

（5）在凸点桥高频基板和封装基板之间的边缘间隙中填充密封材料，完成射频微机电器件芯片的封装。所述密封材料可为气密性高分子材料，例如环氧树脂。

通过上述射频微机电器件的封装方法，其工艺简单，易于实现，成品率高。

附图说明

图1是本发明中凸点桥结构的俯视图。

图2是本发明中凸点桥结构的主视图。

图3是本发明中凸点桥结构的左视图。

图4是单个射频微机电器件芯片互连封装的结构示意图。

图5是两个射频微机电器件芯片互连封装的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。 

实施例1