[发明专利]一种系统级封装结构及封装方法

权利要求书

1.一种系统级封装结构，其特征在于，包括：

金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板；

陶瓷连接器，其金属地端连接垂直互连隔板下表面边缘处，其金属图形端与外部引脚相连；

连接在所述垂直互连隔板上表面边缘处的上金属封环，连接所述陶瓷连接器的下金属封环；

设在所述垂直互连隔板的靠近边缘端含至少两个带屏蔽的一体化同轴垂直互连结构；

设在垂直互连隔板上表面金属化层的上封装基板，设在垂直互连隔板下表面金属化层的下封装基板，上封装基板设有至少两个以上芯片，下封装基板设有至少两个以上芯片；

将垂直互连隔板中至少一同轴垂直互连结构分别与上封装基板连接的第一键合线、第二键合线；将垂直互连隔板中至少一同轴垂直互连结构分别与下封装基板、陶瓷连接器的金属图形端连接的第三键合线、第四键合线、第五键合线；其中，第一同轴垂直互连结构通过第一键合线与上封装基板连接，第二同轴垂直互连结构通过第二键合线与上封装基板连接；所述第一同轴垂直互连结构通过第三键合线与下封装基板连接、通过第四键合线与陶瓷连接器的金属图形端连接，所述第二同轴垂直互连结构通过第五键合线与陶瓷连接器的金属图形端连接；以及

连接上金属封环的上金属盖板，连接下金属封环的下金属盖板。

2.如权利要求1所述的系统级封装结构，其特征在于，所述垂直互连隔板的上封装基板与该基板上的芯片构成微波电路层、所述下封装基板与该基板上的芯片构成数模电路层；或者，所述垂直互连隔板金属化层的上封装基板与该基板上的芯片构成数模电路层、所述下封装基板与该基板上的芯片构成微波电路层。

3.如权利要求1所述的系统级封装结构，其特征在于，所述陶瓷连接器为T型陶瓷连接器，其T字横部的上表面为金属地平面、下表面为表层金属图形平面、上下表面间设有绝缘陶瓷介质层，其T字竖部为多层陶瓷介质构成的绝缘凸部，所述金属地平面端紧贴金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板下表面连接，表层金属图形平面端一侧连接外部引脚、另一侧连接第四键合线和第五键合线，绝缘凸部端部连接下金属封环。

4.如权利要求3所述的系统级封装结构，其特征在于，所述表层金属图形平面为共面波导金属图形和微带线金属图形共面并存的平面。

5.如权利要求3所述的系统级封装结构，其特征在于，所述绝缘凸部的基材均为陶瓷基材。

6.如权利要求1所述的系统级封装结构，其特征在于，所述垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构包括自轴心向外依次同轴设置的信号传输金属通柱、第一绝缘介质、金属屏蔽层和第二绝缘介质。

7.如权利要求1所述的系统级封装结构，其特征在于，所述垂直互连隔板中带屏蔽的同轴垂直互连结构为均匀传输线结构，配置50欧姆或70欧姆的恒定阻抗。

8.一种系统级封装结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板，在所述垂直互连隔板的靠近边缘处使用深紫外激光加工设备制作双环形腔体；在腔体内部填充第一绝缘介质和第二绝缘介质，该第一绝缘介质和第二绝缘介质为玻璃绝缘介质，并高温烧制成形后，使用减薄抛光设备对垂直互连隔板表面进行减薄抛光至信号传输金属通柱露出垂直互连隔板表面；在垂直互连隔板上下表面使用薄膜沉积设备和图形电镀设备进行金属化层制备，以完成金属基带屏蔽结构的且设有带屏蔽的同轴垂直互连结构的垂直互连隔板；

提供一T型陶瓷连接器，所述陶瓷连接器采用厚膜多层烧制工艺成型，内部使用金属化孔和金属导体连接T型横部的上下表层金属图形平面及T字竖部的下表面金属图形平面，其中T型竖部为多层陶瓷介质，形成具有特定互连关系的多层陶瓷体；将陶瓷连接器的金属地端连接至垂直互连隔板下表面边缘处，将该陶瓷连接器的金属图形端的外侧部和外部引脚相连；其中，T型横部的上表面为金属地端，T型横部的下表面为金属图形端；

在所述金属基带屏蔽结构的垂直互连隔板上表面边缘处设置上金属封环，在所述陶瓷连接器上设置下金属封环；

使用高温钎焊工艺，将陶瓷连接器、垂直互连隔板、上下金属封环进行一体化焊接，构成上下双面的腔体；

在所述上腔体内，使用低温钎焊工艺或粘接工艺安装上封装基板和至少两个芯片；

在所述下腔体内，使用低温钎焊工艺或粘接工艺安装下封装基板和至少两个芯片；

将垂直互连隔板中至少一个带屏蔽的同轴垂直互连结构通过第一键合线、第二键合线分别与上封装基板连接，将垂直互连隔板中至少一个带屏蔽的同轴垂直互连结构通过第三键合线、第四键合线和第五键合线分别和下封装基板、陶瓷连接器的金属图形端的内侧部连接；其中，第一同轴垂直互连结构通过第一键合线与上封装基板连接，第二同轴垂直互连结构通过第二键合线与上封装基板连接；所述第一同轴垂直互连结构通过第三键合线与下封装基板连接、通过第四键合线与陶瓷连接器的金属图形端连接，所述第二同轴垂直互连结构通过第五键合线与陶瓷连接器的金属图形端连接；

使用激光焊接工艺或平行封焊工艺，在上金属封环上设一上金属盖板以形成封闭的上腔体，在下金属封环上设一下金属盖板以形成封闭的下腔体，以形成陶瓷与金属混合的系统级封装结构。