[发明专利]一种射频模块三维堆叠结构及其制作方法

权利要求书

1.一种射频模块三维堆叠结构，其特征在于，包括玻璃帽层(1)、玻璃载体层(2)、玻璃转接框层(3)、硅基载体层(4)、陶瓷封装层(5)与射频芯片(6)；玻璃载体层(2)、玻璃转接框层(3)、硅基载体层(4)均设有通孔(9)与互连线(10)；玻璃帽层(1)、玻璃载体层(2)、玻璃转接框层(3)、硅基载体层(4)、陶瓷封装层(5)自上而下依次堆叠互连；射频芯片(6)位于硅基载体层(4)的上表面和玻璃载体层(2)的上表面，通过引线结构与载体层上的电路焊盘连接；玻璃帽层(1)、玻璃载体层(2)与玻璃转接框层(3)构成玻璃堆叠结构；硅基载体层(4)的上表面设置金凸点阵列结构(7)与玻璃堆叠结构实现电气连接；硅基载体层(4)与陶瓷封装层(5)之间通过金属凸点阵列(8)电气连接。

2.根据权利要求1所述的射频模块三维堆叠结构，其特征在于，所述陶瓷封装层(5)包括薄膜陶瓷、低温共烧陶瓷或高温共烧陶瓷中的任一种。

3.根据权利要求2所述的射频模块三维堆叠结构，其特征在于，所述陶瓷封装层(5)集成多个玻璃帽层(1)、玻璃载体层(2)、玻璃转接框层(3)和硅基载体层(4)堆叠电路。

4.根据权利要求1所述的射频模块三维堆叠结构，其特征在于，所述玻璃帽层(1)内集成有天线。

5.根据权利要求1所述的射频模块三维堆叠结构，其特征在于，所述硅基载体层(4)的上表面设置的金凸点阵列结构厚度在2μm-10μm之间，直径在2μm-100μm之间。

6.根据权利要求1所述的射频模块三维堆叠结构，其特征在于，所述金属凸点阵列(8)的直径在50μm-600μm之间。

7.根据权利要求1所述的射频模块三维堆叠结构，其特征在于，玻璃载体层(2)、玻璃转接框层(3)、硅基载体层(4)的互连线表层金属材料为金。

8.一种射频模块三维堆叠结构的制作方法，其特征在于，包括：

步骤一，加工玻璃堆叠结构，准备玻璃晶圆A，在玻璃晶圆A上设置腔槽与键合金属层；准备玻璃晶圆B，并在玻璃晶圆B上设置穿玻璃通孔、互连布线层与键合金属层，再将射频芯片安装在玻璃晶圆B上，通过引线键合工艺实现互连；准备玻璃晶圆C，并在玻璃晶圆C上设置通槽、穿玻璃通孔、互连布线层与键合金属层；将玻璃A、B、C通过晶圆键合工艺进行堆叠，分片，获得玻璃堆叠结构；

步骤二，准备硅晶圆，在硅晶圆上设置穿硅通孔、互连布线，在上表面设置金凸点阵列，在下表面设置金属凸点阵列，分片获得硅基载体层；

步骤三，将硅基载体层通过回流焊接或超声热压焊接安装到陶瓷封装层上；

步骤四，将射频芯片安装到硅基载体层上，通过引线键合工艺实现互连；

步骤五，将堆叠结构通过热压焊接或超声热压焊接安装到硅基载体层上。

9.根据权利要求8所述的射频模块三维堆叠结构的制作方法，其特征在于，步骤一中，玻璃晶圆A厚度在300μm-500μm之间；玻璃腔高度在200μm-400μm之间；玻璃晶圆B厚度在50μm-200μm之间；穿玻璃通孔直径在10μm-60μm之间；玻璃晶圆C厚度在300μm-500μm之间；穿玻璃通孔直径在30μm-100μm之间；晶圆键合工艺为热压键合工艺或共晶键合工艺；键合金属层为Au、Au/Sn或Au/In中任一种。

10.根据权利要求8所述的射频模块三维堆叠结构的制作方法，其特征在于，步骤二中，硅晶圆厚度在100μm-200μm之间；穿硅通孔直径为在10μm-30μm之间；金属凸点材料为SnPb、SnAg3.5Cu0.5、Cu或Au中任一种。