专利名称：气腔型封装及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件封装技术，尤其涉及一种气腔型封装及其制造方法。
背景技术：
气腔型封装是指将电子器件(例如半导体器件)容纳在中空的封装中，且不与构成封装内空腔的侧壁接触，以利用空气的介电常数显示低于封装材料的特性，避免电子器件，尤其是高频器件及物理特性弱的器件的工作性能受到影响。在现有技术中，气腔型封装由一基板和扣设在基板上的屏蔽盖组成，电子器件(例如，芯片或裸芯片)可焊接固定在基板的上表面、且容纳于基板与屏蔽盖围成的密封的容置腔中。通常，一个基板上需要设置多个电子器件，而针对射频、微波等高频高速类电子器件，为了减少工作过程中各电子器件之间的电磁干扰，还需在屏蔽盖内固定设置多个筋板，以将屏蔽盖与基板围成的容置腔分隔为多个通道，进而通过多个通道分别容纳每个电子器件、并通过屏蔽盖上的筋板屏蔽各电子器件。现有技术中，气腔型封装的屏蔽盖通常采用导电塑料，以利用注塑成型工艺批量加工；针对上述射频、微波等高频高速类电子器件，由于导电塑料制成的筋板屏蔽性能较弱，还需要在导电塑料的屏蔽盖的筋板上插设金属夹片，以通过金属夹片将相邻的两通道内的电子器件更好地隔离。但是，金属夹片加工难度大、成本高，且将金属夹片插入到屏蔽盖筋板上的工序作业难度大、效率低，不利于批量生产；且金属夹片还占据了屏蔽盖内有限的空间，减少了基板上可供电子器件使用的空间。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种气腔型封装及其制造方法，实现各电子器件之间的有效隔离、屏蔽，同时加工工艺简单，生产效率高，更适合批量生产。本发明实施例提供一种气腔型封装，包括基板和屏蔽盖，所述屏蔽盖固定扣设在所述基板上、并与所述基板围成容置空腔，所述屏蔽盖上还设置有至少一个筋板，所述至少一个筋板将所述容置空腔分隔成互不相通的至少两个分腔体；所述筋板包括沿所述筋板厚度方向排列的金属隔离层和塑料基体层，所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影落在所述金属隔离层的边缘轮廓之内，或者，所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影与所述金属隔离层的边缘轮廓重合。本发明另一实施例提供上述气腔型封装的制造方法，包括:加工基板，并在所述基板上完成电路布置；加工屏蔽盖，在所述屏蔽盖上固定设置至少一组金属隔离层和塑料基体层，并使每组中、平行的所述金属隔离层和所述塑料基体层固定在一起形成一个筋板，其中，所述筋板对应所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影落在所述金属隔离层的边缘轮廓之内，或者，所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影与所述金属隔离层的边缘轮廓重合；
将所述屏蔽盖扣设在所述基板上，以使所述筋板将所述屏蔽盖与所述基板围成的容置空腔分隔为至少两个分腔体，且所述基板中的金属隔离层贯穿整个所述筋板；将所述屏蔽盖与所述基板固定连接成一体。本发明提供的气腔型封装及其制造方法，可用于射频及微波等高频高速类电子器件的封装，由于用于分隔相邻的电子器件的筋板21采用了金属隔离层和塑料基体层的组合结构，实现了通过金属隔离层有效反射分腔体内的电子器件工作时产生的电磁波，并配合塑料基体层对电磁波的吸收作用，能对相邻的电子器件起到更好的隔离屏蔽作用，提高了屏蔽效能；另外，采用本这种组合结构的筋板可以增加有效的气腔空间，有利于减小整个封装的体积，且提高了气腔型封装的加工工艺性和生产效率。
图1为本发明实施例一提供的气腔型封装中屏蔽盖的的立体图；图2为本发明实施例一提供的气腔型封装基板的俯视图；图3为本发明实施例一提供的气腔型封装的断面结构示意图；图4为本发明实施例二提供的气腔型封装的断面结构示意图；图5为本发明实施例三提供的气腔型封装制造方法的流程图。
具体实施例方式图1为本发明实施例一提供的气腔型封装中屏蔽盖的的立体图；图2为本发明实施例一提供的气腔型封装基板的俯视图；图3为本发明实施例一提供的气腔型封装的断面结构示意图；请参照图1、图2和图3，本发明实施例一提供一种气腔型封装，包括基板I和屏蔽盖2，屏蔽盖2固定扣设在基板I上、并与基板I围成容置空腔，屏蔽盖2上还设置有至少一个筋板21，至少一个筋板21将容置空腔分隔成互不相通的至少两个分腔体20 ;筋板21包括沿筋板21厚度方向H平行排列的金属隔离层211和塑料基体层212，塑料基体层212在金属隔离层211上的正投影落在金属隔离层211的边缘轮廓之内，或者，塑料基体层212在金属隔离层211上的正投影与金属隔离层211的边缘轮廓重合。其中，金属隔离层211的边缘轮廓是指，金属隔离层的边缘线围成的封闭图形，例如，当金属隔离层211呈具有一定厚度的矩形板状时，该矩形板的边缘围成的矩形则为所述的边缘轮廓。具体地，基板I可以为印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB), PCB的表面上可以固定设置多个电子器件，例如半导体裸芯片和/或芯片，以及其它被动元件等，以使PCB同半导体芯片和/芯片及其它被动元件等共同组成具有特定功能的电子系统。屏蔽盖可以由盖顶板和固定设置在盖顶板周围的侧壁202组成，其中，盖顶板可以为与PCB相同的矩形，侧壁202的厚度则可根据PCB上电子器件的高度确定；筋板21可以固定设置在盖顶板和侧壁之间，以将屏蔽盖与PCB围成的容置空腔分隔成与PCB上电子器件总数相同个数的分腔体20;并通过合理设置尺寸保证PCB上的电子器件不会与筋板21或盖顶板相接触，满足气腔型封装的基本要求。 筋板21为多层结构，S卩，筋板21可以由沿筋板21厚度方向H排列的、互相平行的至少一个金属隔离层211或至少一个塑料基体层212组成，且相邻的金属隔离层211和塑料基体层212之间可以固定连接在一起。例如，可以由两个塑料基体层212和夹设在两个塑料基体层212之间的金属隔离层211固定组合形成筋板21。当然，塑料基体层212和金属隔离层211的个数还可以其它数量，且可相等或不等，且多个塑料基体层212和金属隔离层211沿筋板21厚度方向的排列次序也可以采用多种方式，例如，多层金属隔离层211与塑料基体层在筋板21厚度方向H上交替设置。其中，为了保证塑料基体层212在金属隔离层211上的正投影落在金属隔离层211的边缘轮廓之内、或者塑料基体层212在金属隔离层211上的正投影与金属隔离层211的边缘轮廓重合，可以在塑料基体层212和金属隔离层211采用相同形状的情况下，使塑料基体层212的面积小于或等于金属隔离层211。当然，塑料基体层212和金属隔离层211也可以采用不同的形状，但需保证上述的投影关系，以保证金属隔离层211可以将相邻的两个分腔体20完全隔离开来，进而保证一个分腔体20内的电子器件102产生的电磁波可完全被金属隔离层211反射、而不会经由筋板21进入相邻的分腔体20内。本实施例提供的气腔型封装，尤其适用于射频及微波等高频高速类电子器件的封装。其屏蔽盖2上的筋板21将容置腔分隔成多个分腔体20，每个分腔体内容纳一个电子器件102 ;由于筋板21采用金属隔离层211和塑料基体层212的组合结构，可以通过金属隔离层211有效反射分腔体内的电子器件工作时产生的电磁波，并配合塑料基体层212对电磁波的吸收作用，对相邻的电子器件起到良好的隔离屏蔽作用，屏蔽效能高，另外，采用本实施例结构的筋板可以增加有效的气腔空间，有利于减小整个封装的体积，且加工工艺性高生产效率高。在上述实施例中，塑料基体层212可以为形成在盖体顶板及侧壁202之间的矩形板，金属隔离层211为形成在塑料基体层212表面的金属镀膜。也就是说，塑料基体层212可以与屏蔽盖2可以为一体结构，并可通过注塑工艺一次成型，然后再在该塑料基体层212表面电镀一层金属镀膜作为金属隔离层211，该金属镀膜层可以覆盖整个塑料基体层212表面，此时，筋板21便形成中间塑料基体层212、两侧金属隔离层211的结构。优选地，上述塑料基体层212与屏蔽盖均可以为导电塑料；金属镀膜则可以为镍膜或铝膜。利用金属镀膜形成金属隔离层211，可以在获得金属隔离层211对电磁波的反射作用的同时，还可显著减小金属隔离层211的厚度(一般镀膜厚度在I μ m 100 μ m)，从而，更有利于增加分腔体的有效利用空间，有利于进一步减小整个封装的体积；另外，一次注塑成型配合二次电镀的加工工艺简单、高效，有利于高效、大批量的生产本气腔型封装。更进一步地，筋板21可通过导电胶与基板I粘接固定，侧壁202可通过非导电胶与基板I粘接固定。其中导电胶一般由金属粒子构成，采用导电胶粘接筋板21可使固化后形成的导电胶层进一步强化筋板21的隔离作用；而侧壁202采用非导电胶与基板I粘接，则可以避免因不得不在基板I上有限的空间内设置过多的导体而产生短路，提高电子器件的工作可靠性。优选地，基板I上可对应屏蔽盖2上的各筋板21形成有带状延伸的金属凸起部101，基板I通过导电胶与金属凸起部101粘接固定。即，加工基板I时，可以对应筋板21直接形成带状的金属凸起部101，以使屏蔽盖2扣设到基板I上时，可通过金属凸起部101与筋板21相接触。采用这种结构的基板1，可以很方便地将个电子器件102分别布置在金属凸起部101分隔出来的各个区域，方便了基板电路布置，且可以很方便地将筋板21与基板I上的金属凸起部101粘接固定，有利于更方便、准确的定位屏蔽盖2与基板I。
图4为本发明实施例二提供的气腔型封装的断面结构示意图；，请参照图4，本发明实施例二提供一种气腔型封装，与实施例一不同的是，筋板21中金属隔离层211和塑料基体层212具体结构形式与实施例一不同。在本实施例中，屏蔽盖2同样可以由盖顶板和固定设置在盖顶板周围的侧壁202组成，塑料基体层212为形成在盖体顶板及侧壁202之间的矩形板；金属隔离层211为预埋在塑料基体层212 —侧或者两个塑料基体层212之间的金属片。即，当筋板21由两个塑料基体层212和一个金属隔离层211组成时，金属片可以夹设于两个塑料基体层212之间；当筋板21由一个塑料基体层212和一个金属隔离层211组成时，金属片可位于塑料基体层212朝向分腔体20的两个表面中的任意一个上，形成一个塑料基体层212与一个金属隔离层211面对面贴合的结构。其中，金属板的边缘轮廓的尺寸可以与筋板21相同，金属板的厚度则可以小于筋板21的厚度及所需塑料基体层212的厚度和数量来确定，以能埋设到筋板21的相应位置。本实施例提供的气腔型封装中的屏蔽盖及筋板的组合结构，可采用注塑工艺制造，只需要预先将上述金属板放在用于成型屏蔽盖2的模具中、对应筋板21的相应位置，再向模具中灌注颗粒状的注塑料，以待固化后，形成金属隔离层211加塑料基体层212组成的筋板21。本实施例的气腔型封装可以通过金属隔离层211有效反射电子器件工作产生的电磁波，并配合塑料基体层对电磁波的吸收作用，对相邻的电子器件起到良好的隔离屏蔽作用；另外，还通过注塑工艺可以一次成型，适合高效、大批量生产。图5为本发明实施例三提供的气腔型封装制造方法的流程图；本发明实施例三提供一种气腔型封装制造方法，请参照图3和图5包括:步骤301、加工基板I，并在基板I上完成电路布置；步骤302、加工屏蔽盖2，在屏蔽盖2上固定设置至少一组金属隔离层211和塑料基体层212，并使每组中、平行设置的金属隔离层211和塑料基体层212固定在一起形成一个筋板21，其中，每个筋板21中的塑料基体层212在金属隔离层211上的正投影落在金属隔离层211的边缘轮廓之内，或者，塑料基体层212在金属隔离层211上的正投影与金属隔离层211的边缘轮廓重合；步骤303、将屏蔽盖2扣设在基板I上，以使筋板21将屏蔽盖2与基板I围成的容置空腔分隔为至少两个分腔体20，且筋板I中的金属隔离层211贯穿整个筋板2 ；步骤304、将屏蔽盖2与基板I固定连接成一体。具体地,上述步骤302具体可包括:通过注塑工艺一次加工出屏蔽盖2及塑料基体层212，屏蔽盖2可以由盖顶板和固定设置在盖顶板周围的侧壁202组成，塑料基体层212为形成在所述盖体顶板及所述侧壁之间的矩形板；在所述塑料基体层上电镀形成覆盖在所述塑料基体层表面的金属隔离层211。即，对屏蔽盖的筋板21处进行选择性电镀一层金属，便制造出具有良好屏蔽隔离性能的屏蔽
至JHL ο其中，塑料基体层212和屏蔽盖2均可以为导电塑料；所述金属隔离层211可以为电镀形成在塑料基体层212表面的镍膜或铝膜。本实施例提供的气腔型封装的制造方法，可以用于制造实施例一中的气腔型封装。通过注塑工艺加工出屏蔽盖和塑料基体层212，再利用电镀工艺加工出金属隔离层211，进而形成由塑料基体层与金属隔离层211组成的一体型筋板21，达到了有效隔离各电子器件102之间的电磁干扰的目的，并且，加工工艺简单，适合高效、大批量生产。本发明实施例四提供一种气腔型封装制造方法，同样包括实施例三中的步骤301 304，与实施例三不同的是，在本实施例的方法中，请参照图4和图5，上述步骤302具体包括:加工出注塑模具，所述注塑模具的型腔包括盖体顶板腔、侧壁腔以及连通在所述盖体顶板腔和侧壁腔之间的筋板腔，在所述筋板腔内放置金属片；向所述注塑模具内在高温高压注入注塑料，，待该注塑料成型固化后形成屏蔽盖2和筋板I ;其中，该屏蔽盖2可包括由所述盖体顶板腔内的注塑料形成的盖体顶板、由侧壁腔内的母料形成的侧壁202，以及，由所述筋板腔内的注塑料形成的、位于所述盖体顶板和所述侧壁之间的塑料基体层212，上述金属片则形成金属隔离层211，且金属隔离层211位于塑料基体层212 —侧或者两个塑料基体层212之间。进一步地,前述步骤301具体可以包括:加工出基板，并在基板I上对应屏蔽盖2上的各筋板的位置加工出带状的金属凸起部101 ;当然，金属凸起部101与基板I也可以通过一体成型加工而成。其中，基板可以为满足产品需要的印制电路板，金属凸起部101可以为对应筋板21的印制电路板上的金属线路位置。在基板I上、且在金属凸起部101分隔出的各区域内布置电子器件102 ;金属凸起部101分隔出的各区域与后续屏蔽盖2与基板I扣合后形成的分腔体20是一一对应的，因此，此时可以根据金属凸起部101更方便、准确地确定每个电子器件的位置。对应地，步骤304具体可以包括:利用导电胶将筋板21粘接固定在对应的金属凸起部101上，利用非导电胶将侧壁202与基板I粘接固定。本实施例提供的气腔型封装制造方法，可一次性完成实施例二中的气腔型封装的加工，由于加工出的气腔封装中起到用于分隔形成分腔体的筋板由金属隔离层211和塑料基体层212组成，因此，通过金属隔离层211对电磁波反射作用、配合塑料基体层对电磁波的吸收作用，达到了有效隔离、屏蔽相邻的电子器件的效果；并且，本制造方法十分简便易行，非常适合气腔型封装的高效、大批量生产。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种气腔型封装，包括基板和屏蔽盖，所述屏蔽盖固定扣设在所述基板上、并与所述基板围成容置空腔，所述屏蔽盖上还设置有至少一个筋板，所述至少一个筋板将所述容置空腔分隔成互不相通的至少两个分腔体；其特征在于，所述筋板包括沿所述筋板厚度方向排列的的金属隔离层和塑料基体层，所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影落在所述金属隔离层的边缘轮廓之内，或者，所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影与所述金属隔离层的边缘轮廓重合。
2.根据权利要求1所述的气腔型封装，其特征在于，所述屏蔽盖由盖顶板和固定设置在所述盖顶板周围的侧壁组成，所述塑料基体层为形成在所述盖体顶板及所述侧壁之间的矩形板；所述金属隔离层为形成在所述塑料基体层表面的金属镀膜。
3.根据权利要求2所述的气腔型封装，其特征在于，所述塑料基体层与屏蔽盖均为导电塑料；所述金属镀膜为镍膜或铝膜。
4.根据权利要求1所述的气腔型封装，其特征在于，所述屏蔽盖由盖顶板和固定设置在所述盖顶板周围的侧壁组成，所述塑料基体层为形成在所述盖体顶板及所述侧壁之间的矩形板； 所述金属隔离层为预埋在所述塑料基体层一侧或两侧的金属片，或者，所述金属隔离层为预埋在两个所述塑料基体层之间的金属片。
5.根据权利要求2-4任一所述的气腔型封装，其特征在于，所述筋板通过导电胶与所述基板粘接固定，所述侧壁通过非导电胶与所述基板粘接固定。
6.根据权利要求5所述的气腔型封装，其特征在于，所述基板上对应所述屏蔽盖上的各筋板形成有带状延伸的金属凸起部，所述基板通过导电胶与所述金属凸起部粘接固定。
7.一种权利要求1所述的气腔型封装的制造方法，其特征在于，包括: 加工基板，并在所述基板上完成电路布置； 加工屏蔽盖，在所述屏蔽盖上固定设置至少一组金属隔离层和塑料基体层，并使每组中、平行设置的所述金属隔离层和所述塑料基体层固定在一起形成一个筋板，其中，每个筋板中的所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影落在所述金属隔离层的边缘轮廓之内，或者，所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影与所述金属隔离层的边缘轮廓重合； 将所述屏蔽盖扣设在所述基板上，以使所述筋板将所述屏蔽盖与所述基板围成的容置空腔分隔为至少两个分腔体，且所述基板中的金属隔离层贯穿整个所述筋板； 将所述屏蔽盖与所述基板固定连接成一体。
8.根据权利要求7所述的气腔型封装制造方法，其特征在于，所述加工屏蔽盖，在所述屏蔽盖上固定设置至少一组金属隔离层和塑料基体层，并将每组中、互相平行所述金属隔离层和所述塑料基体层固定在一起形成一个筋板，具体包括: 通过注塑工艺一次加工出所述屏蔽盖及塑料基体层，所述屏蔽盖，所述屏蔽盖由盖顶板和固定设置在所述盖顶板周围的侧壁组成，所述塑料基体层为形成在所述盖体顶板及所述侧壁之间的矩形板； 在所述塑料基体 层上电镀形成覆盖在所述塑料基体层表面的金属隔离层。
9.根据权利要求8所述的气腔型封装制造方法，其特征在于，所述塑料基体层和所述屏蔽盖均为导电塑料；所述金属隔离层为电镀形成在所述塑料基体层表面的镍膜或铝膜。
10.根据权利要求7所述的气腔型封装制造方法，其特征在于，所述加工屏蔽盖，在所述屏蔽盖上固定设置至少一组金属隔离层和塑料基体层，并将每组中、互相平行所述金属隔离层和所述塑料基体层固定在一起形成一个筋板，具体包括: 加工出注塑模具，所述注塑模具的型腔包括盖体顶板腔、侧壁腔以及连通在所述盖体顶板腔和侧壁腔之间的筋板腔， 在所述筋板腔内放置金属片； 向所述注塑模具内注入注塑母料，待成型固化后形成所述屏蔽盖和筋板，其中，所述屏蔽盖包括由所述盖体顶板腔内的所述注塑料形成的盖体顶板、由侧壁腔内的注塑料形成的侧壁，以及，由所述筋板腔内的注塑料形成的、位于所述盖体顶板和所述侧壁之间的所述塑料基体层，所述金属片形成所述金属隔离层，且所述金属隔离层位于所述塑料基体层一侧或者两个所述塑料基体层之间。
11.根据权利要求8-10任一所述的气腔型封装制造方法，其特征在于，所述将所述屏蔽盖与所述基板固定连接成一体，具体包括: 利用导电胶将所述筋板与所述基板粘接固定，利用非导电胶将所述侧壁与所述基板粘接固定。
12.根据权利要求11所述的气腔型封装的制造方法，其特征在于，所述加工出基板，并在所述基板上完成电路布置，具体包括: 加工出基板，并在所述基板上对应所述屏蔽盖上的各筋板的位置加工出带状的金属凸起部； 在基板上、且在所述金属凸起部分隔出的各区域内布置电子器件； 所述利用导电胶将所述筋板与所述基板粘接固定，具体为:利用导电胶将所述基板粘接固定在对应的所述金属凸起部上。
全文摘要
本发明提供一种气腔型封装及其制造方法。该气腔型封装包括基板和屏蔽盖，屏蔽盖固定扣设在基板上、并与基板围成容置空腔，屏蔽盖上还设置有至少一个筋板，至少一个筋板将容置空腔分隔成互不相通的至少两个分腔体；筋板包括沿筋板厚度方向平行设置的金属隔离层和塑料基体层组成，所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影落在所述金属隔离层的边缘轮廓之内，或者，所述塑料基体层在所述金属隔离层上的正投影与所述金属隔离层的边缘轮廓重合。基板上装配有裸芯片和其它的电子零件，本气腔型封装，对相邻的电子器件起到更好的隔离屏蔽作用，提高了屏蔽效能；另外，还能有效增加气腔空间，有利于减小整个封装的体积，且工艺性好、生产效率高。
文档编号H01L23/31GK103094258SQ20131003074
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者段志华, 秦振凯, 徐峰 申请人:华为机器有限公司