一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，它包括管殼(a)、芯片(b)、金屬蓋板(c)和鍵合絲(d)；所述的管殼(a)由陶瓷層(a1)、金屬化層(a2)和互連盲孔(a3)組成；所述的金屬化層(a2)由鍵合指層(a21)、密封區(qū)(a22)、連接區(qū)(a23)、粘芯區(qū)(a24)及印制線層(a25)組成；所述的管殼(a)中央設(shè)有放置芯片的粘芯區(qū)(a24)，粘芯區(qū)(a24)四周設(shè)置有鍵合指層(a21)，所述鍵合指層(a21)包括接地鍵合指(a211)和信號鍵合指(a212)。本實(shí)用新型的有益效果：采用地層隔離技術(shù)，對高隔離度鍵合指進(jìn)行空間立體包裹，形成空間“三明治”結(jié)構(gòu)，在保證封裝高可靠性的前提下，顯著降低信號通道的串?dāng)_及耦合效應(yīng)，降低信號損耗，提高隔離度，降低封裝對產(chǎn)品電性能的影響。
【專利說明】一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及集成電路陶瓷封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路頻率越來越高，封裝對產(chǎn)品電性能的影響越來越大；封裝的寄生參數(shù)，不僅影響了射頻1的電性能，還會影響臨近1的工作；隨著后摩爾時代的繼續(xù)發(fā)展，集成電路外形越來越小，這加大了高頻集成電路陶瓷管殼的設(shè)計(jì)難度。
[0003]傳統(tǒng)陶瓷管殼從頂至底，依次為封口區(qū)、陶瓷層、鍵合指層、陶瓷層、連接區(qū)。這種布局并未對射頻1進(jìn)行隔離處理，將嚴(yán)重影響射頻1的電性能。近年，也有同行對傳統(tǒng)陶瓷管殼進(jìn)行改進(jìn)，在其鍵合指層的上下各增加了金屬隔離層，但這只稍微提高了隔離度。隨著傳輸頻率的增加，信號損耗越發(fā)嚴(yán)重。由于鍵合指布線空間有限，常常也并未對射頻用鍵合指進(jìn)行左右隔離處理，而傳輸通道之間存在較高的串?dāng)_及耦合效應(yīng)，這將增加信號的損耗，致使隔離度低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，在保證高可靠性的前提下，顯著提高封裝結(jié)構(gòu)的隔離度，降低封裝對產(chǎn)品性能的影響。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，包括管殼、芯片、金屬蓋板和鍵合絲；所述的管殼由陶瓷層、金屬化層和互連盲孔組成；所述的金屬化層由鍵合指層、密封區(qū)、連接區(qū)、粘芯區(qū)及印制線層組成；所述的管殼中央設(shè)有放置芯片的粘芯區(qū)；粘芯區(qū)四周設(shè)有鍵合指層，所述鍵合指層包括接地鍵合指和信號鍵合指，所述接地鍵合指通過互連盲孔與印制線層、密封區(qū)和粘芯區(qū)連接，所述信號鍵合指與連接區(qū)連接。
[0006]所述的金屬化層區(qū)以鎢為基體，并在裸露的金屬化層區(qū)域先鍍鎳再鍍金，其總厚度為90?250微米。
[0007]所述的連接區(qū)為引出端焊盤，可直接焊接于PCB板上。
[0008]所述的管殼從上至下依次為密封區(qū)、第一陶瓷層、第一印制線層、第二陶瓷層、鍵合指層、第三陶瓷層、第二印制線層、第四陶瓷層和連接區(qū)。
[0009]所述的信號鍵合指包括高隔離度鍵合指，高隔離度鍵合指左右兩邊設(shè)置接地鍵合指，接地鍵合指在水平方向包裹高隔離度鍵合指，形成左右“三明治”結(jié)構(gòu)；所述的接地鍵合指通過互連盲孔與第二印制線層連接。
[0010]所述的粘芯區(qū)可與鍵合指層處于同一平面，也可與第二印制線層處于同一平面。
[0011]所述的第一印制線層通過互連盲孔與第二印制線層連接；同時第一印制線層和第二印制線層的面積足夠大，在豎直方向完全包裹鍵合指層，形成上下“三明治”結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述的第一印制線層與鍵合指層的距離、鍵合指層與第二印制線層的距離均為0.2?0.5毫米。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述的高隔離度鍵合指寬度為60?180微米；各鍵合指的中心軸線相互平行，且各中心軸線的間距為180?500微米。
[0014]本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果:本實(shí)用新型采用地層隔離技術(shù)，對高隔離度鍵合指進(jìn)行空間立體包裹，形成空間“三明治”結(jié)構(gòu)，這能在保證封裝高可靠性的前提下，顯著降低信號通道的串?dāng)_及耦合效應(yīng)，降低信號損耗，提高隔離度，降低封裝對產(chǎn)品電性能的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為第二印制線層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為左右“三明治”結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為實(shí)施例二與四的高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為實(shí)施例三與四的左右“三明治”結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為連接區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7為三種封裝結(jié)構(gòu)的隔離效果比較圖；
[0022]圖中，a_管殼、b-芯片、C-金屬蓋板、d_鍵合絲、al_陶瓷層、a2_金屬化層、a3_互連盲孔、all-第一陶瓷層、al2-第二陶瓷層、al3_第三陶瓷層、al4_第四陶瓷層、a21_鍵合指層、a22-密封區(qū)、a23-連接區(qū)、a24_粘芯區(qū)、a25_印制線層、a251_第一印制線層、a252-第二印制線層、a211-接地鍵合指、a212_信號鍵合指、a2121_高隔離度鍵合指。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0024]實(shí)施例一:如圖1所示，一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)包括管殼a、芯片b、金屬蓋板c和鍵合絲d ;管殼a由陶瓷層al、金屬化層a2和互連盲孔a3組成；所述的金屬化層a2由鍵合指層a21、密封區(qū)a22、連接區(qū)a23、粘芯區(qū)a24及印制線層a25組成；所述的管殼a中央設(shè)有放置芯片b的粘芯區(qū)a24 ;粘芯區(qū)a24四周設(shè)有鍵合指層a21 ;所述鍵合指層a21包括接地鍵合指a211和信號鍵合指a212，所述接地鍵合指a211通過互連盲孔a3與印制線層a25、密封區(qū)a22和粘芯區(qū)a24連接，所述信號鍵合指a212與連接區(qū)a23連接。
[0025]所述的金屬化層區(qū)a2以鎢為基體，并在裸露的金屬化區(qū)域先鍍鎳再鍍金，其總厚度為90?250微米。
[0026]所述的連接區(qū)a23為引出端焊盤，可直接焊接于PCB板上。
[0027]所述的管殼a從上至下，依次為密封區(qū)a22、第一陶瓷層all、第一印制線層a251、第二陶瓷層al2、鍵合指層a21、第三陶瓷層al3、第二印制線層a252、第四陶瓷層al4、連接區(qū) a23。
[0028]所述的粘芯區(qū)a24與鍵合指層a21處于同一平面。
[0029]如圖1、圖2所示，第一印制線層a251通過互連盲孔a3與第二印制線層a252連接；同時第一印制線層a251和第二印制線層a252面積足夠大，在豎直方向完全包裹鍵合指層a21，形成上下“三明治”結(jié)構(gòu)。為獲得優(yōu)良性能，鍵合指層a21與第一印制線層a251、第二印制線層a252的距離為0.2?0.5毫米。
[0030]如圖3所示，高隔離度鍵合指a2121左右兩邊設(shè)置接地鍵合指a211，接地鍵合指a211在水平方向包裹高隔離度鍵合指a2121，形成左右“三明治”結(jié)構(gòu)；接地鍵合指a211通過互連盲孔a3與第二印制線層a252連接。如圖6所示，信號鍵合指a212通過管殼a邊緣的半圓孔與連接區(qū)a23互連，實(shí)現(xiàn)電性連接。高隔離度鍵合指a2121寬度為60?180微米，各鍵合指的中心軸線應(yīng)相互平行，且各中心軸線的間距為180?500微米，利于工藝實(shí)現(xiàn)及獲得優(yōu)良性能。
[0031]實(shí)施例二:如圖4所示，與實(shí)施例一的不同之處在于:粘芯區(qū)a24與第二印制線層a252處在同一層。與實(shí)施例一相比，其優(yōu)勢在于能降低管殼a厚度，但同時會降低管殼a的機(jī)械可靠性。故該種形式，主要用于管殼a外形較小，且對管殼a厚度要求較高的場合。
[0032]實(shí)施例三:如圖5所不，與實(shí)施例一的不同之處在于:信號鍵合指a212通過互連盲孔a3與連接區(qū)a23互連，實(shí)現(xiàn)電性連接。與實(shí)施例一相比，因管殼a邊緣無半圓孔，可在保證管殼a可靠性的前提下，進(jìn)一步縮小管殼a的外形，實(shí)現(xiàn)封裝的小型化。但需盡可能降低互連盲孔a3對管殼a機(jī)械性能的影響，打孔位置需內(nèi)移，這將縮短鍵合指層a21的布線長度，增加布線難度。故該種形式，主要用于隔離度要求不高，且對管殼a外形大小要求較高的場合。
[0033]實(shí)施例四:如圖4、圖5所示，與實(shí)施例一的不同之處在于:粘芯區(qū)a24與第二印制線層a252處在同一層，同時，信號鍵合指a212通過互連盲孔a3與連接區(qū)a23互連，實(shí)現(xiàn)電性連接。與實(shí)施例一相比，其優(yōu)勢在于能降低管殼厚度，并縮小管殼外形大??；但同時會降低管殼的機(jī)械可靠性，故該種形式，主要用于隔離度要求不高，且對管殼a外形大小要求較高的場合。
[0034]實(shí)施例五:利用美國ANSYS公司的仿真軟件HFSS對引線節(jié)距為0.5mm的CLCC24管殼模型進(jìn)行分析。如圖7所示，圖中Ml與M4所標(biāo)識的曲線為傳統(tǒng)CLCC24管殼仿真結(jié)果；圖中M2與M5所標(biāo)識的曲線為采用上下“三明治”結(jié)構(gòu)的CLCC24管殼仿真結(jié)果；圖中M3與M6所標(biāo)識的曲線為同時采用上下“三明治”結(jié)構(gòu)和左右“三明治”結(jié)構(gòu)的CLCC24管殼仿真結(jié)果。根據(jù)圖7所示的仿真結(jié)果可以看出:在頻率為5GHz時，上下“三明治”結(jié)構(gòu)的管殼比傳統(tǒng)管殼，隔離度提高了 _4dB ;同時采用上下“三明治”結(jié)構(gòu)和左右“三明治”結(jié)構(gòu)的管殼比只采用上下“三明治”結(jié)構(gòu)的管殼，隔離度提高了 -6.5dB ;在頻率為10GHz時，上下“三明治”結(jié)構(gòu)的管殼比傳統(tǒng)管殼，隔離度提高了 _3dB ;同時采用上下“三明治”結(jié)構(gòu)和左右“三明治”結(jié)構(gòu)的管殼比只采用上下“三明治”結(jié)構(gòu)的管殼，隔離度提高了 -6.9dB ;且隨著頻率的增加，上下“三明治”結(jié)構(gòu)對關(guān)鍵鍵合指的隔離效果降低，而同時采用上下“三明治”結(jié)構(gòu)和左右“三明治”結(jié)構(gòu)對關(guān)鍵鍵合指的隔離效果穩(wěn)定。按以上實(shí)施例進(jìn)行實(shí)施，能有效的降低傳輸通道的耦合效應(yīng)，降低信號損耗，提高隔離度。
【權(quán)利要求】
1.一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括管殼(a)、芯片(b)、金屬蓋板(C)和鍵合絲(d);所述的管殼(a)由陶瓷層(al)、金屬化層(a2)和互連盲孔(a3)組成；所述的金屬化層(a2)由鍵合指層(a21)、密封區(qū)(a22)、連接區(qū)(a23)、粘芯區(qū)(a24)及印制線層(a25)組成；所述的管殼(a)中央設(shè)有放置芯片的粘芯區(qū)(a24)，粘芯區(qū)(a24)四周設(shè)置有鍵合指層(a21)，所述鍵合指層(a21)包括接地鍵合指(a211)和信號鍵合指(a212)，所述接地鍵合指(a211)通過互連盲孔(a3)與印制線層(a25)、密封區(qū)(a22)和粘芯區(qū)(a24)連接，所述信號鍵合指(a212)與連接區(qū)(a23)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的金屬化層(a2)以鎢為基體，并在裸露的金屬化層區(qū)域先鍍鎳再鍍金，其總厚度為90?250微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的連接區(qū)(a23)為引出端焊盤，可直接焊接于PCB板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的管殼(a)從上至下，依次為密封區(qū)(a22)、第一陶瓷層(all)、第一印制線層(a251)、第二陶瓷層(al2)、鍵合指層(a21)、第三陶瓷層(al3)、第二印制線層(a252)、第四陶瓷層(al4)、連接區(qū)(a23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的信號鍵合指(a212)包括高隔離度鍵合指(a2121)，所述高隔離度鍵合指(a2121)左右兩邊設(shè)置有接地鍵合指(a211)，接地鍵合指(a211)在水平方向包裹高隔離度鍵合指(a2121)，形成左右“三明治”結(jié)構(gòu)；所述接地鍵合指(a211)通過互連盲孔(a3)與第二印制線層(a252)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的粘芯區(qū)(a24)與鍵合指層(a21)處于同一平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的粘芯區(qū)(a24)與第二印制線層(a252)處于同一平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第一印制線層(a251)通過互連盲孔(a3)與第二印制線層(a252)連接；同時第一印制線層(a251)和第二印制線層(a252)面積足夠大，在豎直方向完全包裹鍵合指層(a21)，形成上下“三明治”結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的鍵合指層(a21)與第一印制線層(a251)、第二印制線層(a252)的距離為0.2?0.5毫米。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種小型化高隔離度陶瓷封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的高隔離度鍵合指(a2121)寬度為60?180微米，各鍵合指的中心軸線相互平行，且各中心軸線的間距為180?500微米。
【文檔編號】H01L23/488GK204204841SQ201420714792
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】周平 申請人:成都振芯科技股份有限公司