[发明专利]一种射频微系统三维封装外壳结构以及制作方法

权利要求书

1.一种射频微系统三维封装外壳结构，外壳本体采用BGA封装，其特征在于：前述的外壳本体包括方型壳体，方型壳体包括陶瓷底座，在陶瓷底座内形成方形壳体的内腔，且内腔的开口未封闭；

在陶瓷底座上固设焊环；

在方型壳体内腔的四个侧壁上均设置若干层台阶；

相邻两侧的台阶连接处布设垂直散热通道，相邻垂直散热通道之间通过散热连接材料连接；

在内腔底面中心位置设置水平散热通道；

在每层台阶上开设若干中心金属孔，在中心金属孔周围开设若干金属接地孔，且金属接地孔以中心金属孔的圆心作为中心分布；

在中心金属孔、金属接地孔上均覆设焊盘。

2.根据权利要求1所述的射频微系统三维封装外壳结构，其特征在于：在陶瓷底座上固设焊环，其与方形壳体的四周侧壁连接成型。

3.根据权利要求1所述的射频微系统三维封装外壳结构，其特征在于：中心金属孔的直径范围为0.10mm-0.15mm，金属接地孔的直径范围为0.15mm-0.20mm；

金属接地孔包括至少四个；

且金属接地孔以中心金属孔的中心为圆心进行分布，分布形成的圆环半径范围为0.5mm-2.0mm。

4.根据权利要求1所述的射频微系统三维封装外壳结构，其特征在于：前述台阶的表面翘曲度小于1μm/mm。

5.根据权利要求1所述的射频微系统三维封装外壳结构，其特征在于：前述的焊盘直径为0.5mm-1.0mm，相邻焊盘中心之间的距离小于1.5mm。

6.一种射频微系统三维封装外壳结构的制作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

第一步：采用低损耗陶瓷制备工艺结合HTCC进行陶瓷底座制备；

第二步：将各零部件依次嵌入置有陶瓷底座的模具内，经过高温钎焊组装，形成方型壳体预制品；

第三步：将方型壳体预制品的表面金属区域电镀镍层和金层；

第四步：在电镀后的方型壳体预制品内部嵌设垂直向的垂直散热通道以及金锡焊料片，经过钎焊形成外壳本体；

第一步的具体步骤包括：

第11步，按照低损耗陶瓷配方进行配料，接着对配置后的材料进行球磨，流延出厚度范围为0.20mm-0.35mm的生瓷带，进行备用；

第12步，采用HTCC工艺，首先对生瓷带顺次进行打孔、填孔、印刷金属化图形、打腔、叠片以及部分层压，形成方型壳体，方型壳体内形成若干以中心金属孔中心为圆心，金属接地孔以环状分布中心金属孔四周的结构，接着采用激光烧蚀对方型壳体的侧壁进行加工，形成凹槽，对凹槽进行金属化、整体层压以及生切，最终形成方型壳体的瓷件；

第13步，按照低损耗陶瓷烧结工艺对瓷件进行预烧，预烧的温度范围为1000℃-1600℃，预烧后再进行二次重烧结，二次重烧结的温度范围为1600℃-1700℃；

第14步，对进行二次烧结后的瓷件表面金属区域进行镀镍；

第二步的具体步骤包括：

第21步，将二次烧结后的瓷件嵌设在石墨钎焊模具中，在方型壳体的中心位置放置厚度为0.05mm的银铜焊料片，在银铜焊料片上覆设用于形成水平散热通道的高热导率材料，在790±10℃的氢气条件下进行钎焊，形成半成品；

第22步，将半成品嵌设在石墨钎焊模具中，在半成品表面设置焊环，其与方形壳体的四周侧壁连接成型，在790±10℃的氢气条件下进行钎焊，钎焊使用的介质为厚度为0.10mm的银铜焊料片，形成方型壳体预制品；

第三步的具体步骤包括：

将方型壳体预制品表面的金属区域电镀镍层和金层，其中镍层的厚度范围为2.5-6.0μm，在形成的中心金属孔、金属接地孔内均设置焊盘，焊盘表面金层的厚度范围为0.1-0.3μm，其余部分金层的厚度范围为1.3-5.7μm，最后去除用于镀覆的连接线载体；

第四步的具体步骤包括：

在电镀后的方型壳体预制品内部嵌设垂直向的垂直散热通道，经过340±10℃的氮气条件下钎焊在一起成为外壳本体，钎焊使用的介质为厚度为0.05mm厚度的金锡焊料片。