一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。其工藝過程：提供一金屬載具（T100）；在金屬載具（T100）上設(shè)置光刻膠層Ⅰ（T210），在光刻膠層Ⅰ開口圖形（T211）內(nèi)采用電鍍工藝形成金屬線（100）；采用同樣工藝，在電感線圈（110）的內(nèi)外端口分別設(shè)置金屬柱（200）；去除光刻膠塑封金屬線（100）和金屬柱（200）；去除金屬載具（T100），將金屬線（100）和金屬柱（200）的裸露面分別鍍金屬線圈保護層（310）和金屬柱保護層（320）；在金屬柱保護層（320）上設(shè)置焊球（500），實現(xiàn)電感與載板之間的連接。本發(fā)明的射頻電感無硅或無陶瓷作為基體，可以降低工藝難度和生產(chǎn)成本，提高Q值，減小電感尺寸，以有利于便攜式設(shè)備的市場推廣。
【專利說明】一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]由于IC(集成電路)設(shè)計與工藝技術(shù)水平不斷提高，集成電路規(guī)模越來越大，復(fù)雜程度和集成度越來越高，已經(jīng)可以將整個系統(tǒng)，包括模擬電路部分和數(shù)字電路部分集成為一個芯片。由于射頻集成電路的所有重要子單元中都要用到電感，電感占據(jù)了射頻集成電路的很大部分面積，其性能好壞也直接影響了射頻集成電路的總體性能，因此射頻電感是作為實現(xiàn)低成本、低電壓、低功耗RFIC (射頻集成電路)的重要元件。
[0003]目前，便攜式設(shè)備中運用半導(dǎo)體再布線工藝實現(xiàn)的硅基電感或低溫陶瓷電感，其有高頻性能好、高精度、高穩(wěn)定性、尺寸較大等特性，但其工藝難度和生產(chǎn)成本比較高；高頻下電感基體的潤流損耗的存在，影響Q值；其尺寸也因基體(如娃基體、陶瓷基體)的存在而限制了進一步的減小，不利于便攜式設(shè)備的市場推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]承上所述，本發(fā)明的目的在于克服上述電感的不足，提供一種無硅或無陶瓷作為基體的射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，以降低工藝難度和生產(chǎn)成本，提高Q值，減小電感尺寸，以有利于便攜式設(shè)備的市場推廣。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)，包括電感線圈，所述電感線圈呈螺旋狀，所述電感線圈的內(nèi)端口和外端口處分別設(shè)置與電感線圈垂直連接的金屬柱。所述封裝結(jié)構(gòu)還包括塑封層，所述塑封層塑封電感線圈與金屬柱，并露出電感線圈的下表面和金屬柱的上端面，所述電感線圈的下表面設(shè)置金屬線圈保護層，所述金屬柱的上端面設(shè)置金屬柱保護層，并于金屬柱保護層上設(shè)置焊球。
[0006]一種上述射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，所述封裝方法包括以下工藝過程:
提供一金屬載具；
在金屬載具上涂布或粘附光刻膠層I，通過曝光、顯影等光刻工藝形成貫穿光刻膠層I的光刻膠層I開口圖形，在光刻膠層I開口圖形內(nèi)采用電鍍工藝形成連貫的金屬線，所述金屬線在光刻膠層I開口圖形內(nèi)形成電感線圈；
在上述結(jié)構(gòu)上涂布或粘附光刻膠層II，通過曝光、顯影等光刻工藝在金屬線的內(nèi)端口和外端口分別形成貫穿光刻膠層II的光刻膠層II開口，在光刻膠層II開口內(nèi)采用電鍍工藝形成金屬柱，所述金屬柱的底部與金屬線垂直連接；
用去膠工藝去除光刻膠層I和光刻膠層II ；
采用塑封工藝包埋上述金屬載具上的金屬線和金屬柱，再用機械拋磨的方法去掉金屬柱上端無效區(qū)域的塑封料，形成塑封層，使金屬柱與塑封層齊平；
去除金屬載具，露出金屬線的下表面； 在金屬線的下表面和金屬柱的上端面分別同時鍍金屬線圈保護層和金屬柱保護層；通過植球或印刷焊膏、回流的方法在金屬柱保護層上設(shè)置焊球，實現(xiàn)電感線圈與載板之間的連接。
[0007]進一步地，在金屬線的下表面和金屬柱的上端面分別同時鍍金屬線圈保護層和金屬柱保護層之前包括步驟:
將塑封層塑封的金屬線和金屬柱放入烘箱進行無氧固化。
[0008]進一步地，所述光刻膠層I的厚度不小于金屬線的厚度。
[0009]進一步地，所述金屬線以金屬載具作為電鍍的種子層。
[0010]進一步地，所述光刻膠層II的厚度不小于金屬柱的厚度。
[0011]進一步地，所述金屬柱以金屬線作為電鍍的種子層。
[0012]進一步地，所述光刻膠層II開口的橫截面尺寸不大于光刻膠層I開口圖形的開口的橫截面尺寸。
[0013]進一步地，所述光刻膠層I開口圖形呈螺旋狀。
[0014]進一步地，所述光刻膠層II開口的橫截面形狀呈圓形、矩形或多邊形。
[0015]本發(fā)明一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，一改傳統(tǒng)以硅或陶瓷作為基體的電感制作工藝，采用半導(dǎo)體工藝和塑封工藝完成了新型結(jié)構(gòu)的射頻電感，克服了工藝難度和工藝成本的問題，使射頻電感尺寸可以更小。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
1、由于無硅或無陶瓷作為基體，可以減小射頻電感的厚度，提高整個電路的集成度；
2、無基體結(jié)構(gòu)的電感，可以避免聞頻下電感基體的潤流損耗，提聞Q值，提聞電路性
倉泛;
3、工藝流程簡單，生產(chǎn)成本大幅度降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的實施例的示意圖。
[0018]圖2為圖1的A-A剖面的放大的示意圖。
[0019]圖3為圖1的后視圖。
[0020]圖4?圖14為本發(fā)明一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法的操作的截面示意圖。
[0021]圖中:
金屬線100 電感線圈110 金屬柱200
金屬線圈保護層310 金屬柱保護層320 塑封層400 焊球500 金屬載具TlOO 光刻膠層I T210 光刻膠層I開口圖形T211 光刻膠層II T220 光刻膠層II開口 T221。
【具體實施方式】
[0022]參見圖1至圖3，為本發(fā)明的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的實施例，其采用半導(dǎo)體封裝工藝成形。電感線圈110呈螺旋狀，由有一定厚度且有一定間隙的金屬線100連貫而成。金屬線100的內(nèi)外端口處分別設(shè)置與金屬線100垂直連接的金屬柱200，且金屬柱200垂直電感線圈110所在的平面，金屬柱200的橫截面呈圓形、矩形或多邊形。金屬柱200的寬度不大于金屬線100的寬度。相鄰金屬線100的間隙和金屬線100與金屬柱200外圍米用塑封材料塑封，塑封材料為熱固化性樹脂。金屬線100的下表面和金屬柱200的上端面露出塑封材料，裸露面分別設(shè)置金屬線圈保護層310和金屬柱保護層320，進行防氧化處理。并于金屬柱保護層320上設(shè)置焊球500，以實現(xiàn)電感線圈110與載板之間的連接。
[0023]在電感結(jié)構(gòu)的制作過程中，依賴一金屬載具TlOO來承載上述電感結(jié)構(gòu)，電感線圈110設(shè)置于金屬載具TlOO的中央。金屬載具TlOO的材質(zhì)為銅、鐵鎳合金、金、鋁等導(dǎo)電性較好的金屬材料，金屬載具TlOO可以是圓形、橢圓形、矩形或多邊形。
[0024]本發(fā)明一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法的實現(xiàn)過程如下:
如圖4所示，提供金屬載具T100。
[0025]如圖5所示，在金屬載具TlOO上涂布光刻膠層I T210或者粘附干膜式的光刻膠層I T210，光刻膠層I T210的厚度不小于金屬線100的厚度。通過曝光、顯影等光刻工藝形成貫穿光刻膠層I T210的光刻膠層I開口圖形T211，光刻膠層I開口圖形T211為鏤空的連貫的螺旋狀。
[0026]如圖6所示，以金屬載具TlOO為種子層，在光刻膠層I開口圖形T211內(nèi)采用電鍍工藝形成連貫的金屬線100，金屬線100在光刻膠層I開口圖形T211成為螺旋狀的電感線圈 110。
[0027]如圖7所示，在上述結(jié)構(gòu)上涂布或粘附厚度不小于金屬柱200厚度的光刻膠層II T220，通過曝光、顯影等光刻工藝形成貫穿光刻膠層II T220的光刻膠層II開口 T221，光刻膠層II開口 T221設(shè)置于電感線圈110的內(nèi)端口和外端口兩處，光刻膠層II開口 T221的橫截面尺寸不大于光刻膠層I開口圖形T211的開口的橫截面尺寸。光刻膠層II開口 T221的橫截面形狀可以為圓形、矩形或多邊形。
[0028]如圖8所示，以金屬線100作為種子層，在光刻膠層II開口 T221內(nèi)采用電鍍工藝形成金屬柱200，金屬柱200與金屬線100垂直連接。
[0029]如圖9所示，采用去膠工藝去掉金屬載具TlOO上剩余的光刻膠層I T210和光刻膠層 II T220。
[0030]如圖10所示，取熱固化性樹脂等塑封材料采用塑封工藝將上述金屬載具TlOO上的金屬線100和金屬柱200進行包埋，熱固化性樹脂未加熱之前為液態(tài)，加熱后，樹脂凝固成形，包裹金屬線100和金屬柱200，熱固化性樹脂不僅可以使金屬線100和金屬柱200防
氧化，而且有一定的強度，具有可塑性，方便產(chǎn)品成形。
[0031]如圖11所示，用磨片機采用機械拋磨的方法去掉金屬柱200上端無效區(qū)域的塑封料，露出金屬柱200的上端面，形成與金屬柱200齊平的塑封層400。[0032]如圖12所示，通過腐蝕、剝離等工藝去除金屬載具T100，露出金屬線100的下表面，為了提高熱固化性塑封件的硬度，可以將上述塑封層400塑封的金屬線100和金屬柱200放入烘箱進行無氧固化。烘箱溫度設(shè)定在160?190°C，優(yōu)選溫度為175°C。
[0033]如圖13所示，在金屬線100和金屬柱200的裸露面分別鍍鎳金材質(zhì)的金屬線圈保護層310和金屬柱保護層320，以防止器件被氧化，金屬線圈保護層310和金屬柱保護層320的電鍍過程需要同時進行。
[0034]如圖14所示，通過植球或印刷焊膏、回流的方法在金屬柱保護層320上設(shè)置焊球500，以實現(xiàn)電感與載板之間的連接。
[0035]本發(fā)明一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，采用半導(dǎo)體工藝和塑封工藝完成了新型結(jié)構(gòu)的射頻電感，該射頻電感無硅或陶瓷作為基體，降低了工藝難度和工藝成本，提高了 Q值，而且可以使射頻電感的尺寸更小，有利于使用該射頻電感的便攜式設(shè)備的市場推廣。
【權(quán)利要求】
1.一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)，包括電感線圈(110)，所述電感線圈(110)呈螺旋狀，所述電感線圈(110)的內(nèi)端口和外端口處分別設(shè)置與電感線圈(110)垂直連接的金屬柱(200)，其特征在于:還包括塑封層(400)，所述塑封層(400)塑封電感線圈(110)與金屬柱(200)，并露出電感線圈(110)的下表面和金屬柱(200)的上端面，所述電感線圈(110)的下表面設(shè)置金屬線圈保護層(310)，所述金屬柱(200)的上端面設(shè)置金屬柱保護層(320)，并于金屬柱保護層(320 )上設(shè)置焊球(500 )。
2.一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:所述封裝方法包括以下工藝過程: 提供一金屬載具(TlOO); 在金屬載具(T100)上涂布或粘附光刻膠層I (T210)，通過曝光、顯影等光刻工藝形成貫穿光刻膠層I (T210)的光刻膠層I開口圖形(T211)，在光刻膠層I開口圖形(T211)內(nèi)采用電鍍工藝形成連貫的金屬線(100)，所述金屬線(100)在光刻膠層I開口圖形(T211)內(nèi)形成電感線圈(110)； 在上述結(jié)構(gòu)上涂布或粘附光刻膠層II (T220),通過曝光、顯影等光刻工藝在金屬線(100)的內(nèi)端口和外端口分別形成貫穿光刻膠層II (T220)的光刻膠層II開口(T221)，在光刻膠層II開口(T221)內(nèi)采用電鍍工藝形成金屬柱(200)，所述金屬柱(200)的底部與金屬線(100)垂直連接； 用去膠工藝去除光刻膠層I (T210)和光刻膠層II (T220)； 采用塑封工藝包埋上述金屬載具(T100)上的金屬線(100)和金屬柱(200)，再用機械拋磨的方法去掉金屬柱(200)上端無效區(qū)域的塑封料，形成塑封層(400)，使金屬柱(200)與塑封層(400)齊平；` 去除金屬載具(T100)，露出金屬線(100)的下表面； 在金屬線(100)的下表面和金屬柱(200)的上端面分別同時鍍金屬線圈保護層(310)和金屬柱保護層(320); 通過植球或印刷焊膏、回流的方法在金屬柱保護層(320)上設(shè)置焊球(500)，實現(xiàn)電感線圈(110)與載板之間的連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:在金屬線(100)的下表面和金屬柱(200)的上端面分別同時鍍金屬線圈保護層(310)和金屬柱保護層(320)之前包括步驟: 將塑封層(400)塑封的金屬線(100)和金屬柱(200)放入烘箱進行無氧固化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:所述光刻膠層I (T210)的厚度不小于金屬線(100)的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:所述金屬線(100)以金屬載具(T100)作為電鍍的種子層。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:所述光刻膠層II (T220)的厚度不小于金屬柱(200)的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:所述金屬柱(200)以金屬線(100)作為電鍍的種子層。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:所述光刻膠層II開口(T221)的橫截面尺寸不大于光刻膠層I開口圖形(T211)的開口的橫截面尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:所述光刻膠層I開口圖形(T211)呈螺旋狀。
10.據(jù)權(quán)利要求2或8所述的一種射頻電感的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于:所述光刻膠層II開口(T221)的 橫截面形狀呈圓形、矩形或多邊形。
【文檔編號】H01L23/64GK103489852SQ201310457292
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】卞新海, 郭洪巖, 張黎, 陳錦輝, 賴志明 申請人:江陰長電先進封裝有限公司