一种RF射频装置的键合方法与流程

本发明涉及集成电路封装制造领域，具体涉及一种rf射频装置的键合方法。

背景技术：

现有的rf射频装置，多采用的是先将rf控制芯片进行塑封，然后在塑封体上形成再分布层，在再分布层上或者在再分布层中形成rf线圈结构。该种方法虽然实现了集成度的提高，但是其工艺上需要先进行塑封体的封装，然后再沉积再分布层，这样的顺序，导致其产率降低，且在该顺序中，只能在最后进行总体的测试，对其良率是不利的。

技术实现要素：

基于解决上述问题，本发明提供了一种rf射频装置的键合方法，其包括：

(1)形成第一待键合部分，所述第一待键合部分包括阵列排布的多个射频芯片封装单元；

(2)形成第二待键合部分，所述第二待键合部分包括阵列排布的多个射频线圈封装单元；

(3)检测所述第一和第二待键合部分，获得第一和第二待键合部分的有效封装单元和无效封装单元的分布图；

(4)预对准所述第一和第二待键合部分，测算出最佳对准位置，该最佳对准位置使得所述多个射频芯片封装单元的有效封装单元与所述多个射频线圈封装单元的有效封装单元获得最大程度的对准；

(5)在最佳对准位置处，将对准的两个封装单元之一为无效封装单元的射频芯片封装单元或射频线圈封装单元切割取下；

(6)在被切割取下的无效射频芯片封装单元位置替换成另一有效射频芯片封装单元，在被切割取下的无效射频线圈封装单元位置通过半导体工艺形成有效射频线圈封装单元；

(7)将所述第一和第二待键合部分进行热压键合，使得所述多个射频芯片封装单元与所述多个射频线圈封装单元分别电连接；

(8)切割形成单个的rf射频装置。

其中，所述第一待键合部分包括第一键合表面，所述第一键合表面由第一通孔的上表面和第一绝缘层的上表面构成。

其中，所述第二待键合部分包括第二键合表面，所述第二键合表面由第二通孔的上表面和第一封装树脂的上表面构成。

其中，在步骤(7)的热压键合过程中，使得所述第一通孔与第二通孔键合、所述第一绝缘层与第一封装树脂键合。

其中，形成所述第二键合部分具体包括：在具有离型膜的载板上形成保护膜；在所述保护膜上沉积导电层并进行图案化以形成多个线圈；在所述载板上注塑形成第一密封树脂，以密封所述多个线圈；在所述第一密封树脂内形成多个第二通孔，所述多个第二通孔分别与所述多个线圈电连接。

其中，所述步骤(6)中的所述另一有效射频芯片封装单元来自于切割另一第一待键合部分而得到，而通过半导体工艺形成有效射频线圈封装单元具体包括：在被切割取下的无效射频线圈封装单元位置，沉积另一保护膜，在所述另一保护膜上沉积金属并进行图案化形成一线圈，然后在该位置注入树脂形成密封树脂，然后在所述密封树脂内形成导电通孔。

本发明的优点如下：

本发明的rf射频装置采用rf器件的封装块与线圈结构的封装块进行混合键合，并且在键合之前，进行两个封装块(待键合部分)的无效封装单元的更换，可以实现产率的提高，且可以避免现有技术中在rf芯片的封装体上沉积集成线圈所带来的多层之间的应力问题，以及多层层叠沉积所带来的不可靠性。

附图说明

图1为两键合部分键合的示意图；

图2为图1键合后的rf射频装置的剖视图；

图3-5为本发明的键合方法的示意图(俯视示意图)；

图6为本发明的键合方法的剖视图。

具体实施方式

本发明的rf射频装置其区别于现有技术的将射频线圈集成于再分布层或层间介电层内，且在制造工艺中，区别于现有技术的依次层叠沉积金属层和/或介电层，并在该层叠沉积中形成射频线圈。本发明采用两个部分进行压合的方式形成，可以单个封装的独立制造，以提高产率，且能够实现封装的良率。

参见图1-2，其包括第一键合部分和第二键合部分，其中第一键合部分包括线路板10、多个射频器件11和12、第一封装树脂13、再分布层结构。所述线路板10包括中介基板、印刷电路板、封装基板等，所述线路板具有相对的第一表面和第二表面。该线路板10用于外接其他部件，可以额外的设置外部连接端子，其内部可以具有导线层和通孔结构。

射频器件11、12包括放大器、滤波器、天线开关等，其主要用于处理射频信号或控制封装电路。该射频器件11、12可以多余两个，例如三个、四个等，其固定于所述第一表面上，且电连接于所述线路板10。

第一封装树脂13，密封所述射频器件11、12和所述第一表面；所述第一封装树脂13的材质为光固化或热固化树脂，例如pi、pbo、环氧树脂、硅树脂等。在所第一封装树脂13中形成有多个第一通孔14，该多个第一通孔14电连接所述多个射频器件。

再分布层包括布线层15、第一绝缘层16、第二绝缘层20和第一通孔21，所述布线层15设置于所述第一封装树脂13上，且与所述多个第一通孔14电连接；所述第一绝缘层16，覆盖所述布线层15上；第二绝缘层20，覆盖所述第一绝缘层16；所述第一通孔21贯穿所述第一和第二绝缘层，并且所述第一绝缘层和第二绝缘层为聚合物材料，其具有一定的应力缓冲作用。

所述电磁屏蔽层18，位于所述第一绝缘层16与所述第二绝缘层20之间，且经图案化形成多个空隙部分19；该多个空隙部分19为了使得第一通孔21进行穿过。

所述第二键合部分包括天线组件，所述天线组件包括载板30、保护膜31、线圈32、第二封装树脂33和第二通孔35，其中所述保护膜31形成于所述载板30上，所述线圈32形成于所述保护膜32上。所述线圈32为螺旋形线圈结构，且通过沉积金属层然后进行刻蚀形成。所述第二封装树脂33完全覆盖所述线圈32，且多个连接柱40电连接所述布线层15和所述线圈32，所述多个连接柱40穿过所述第一绝缘层16、第二绝缘层20和多个空隙部分19。所述第二通孔35形成于所述第二封装树脂33中，且电连接于所述线圈32。

其中，第一键合部分和第二键合部分通过热压键合层压在一起，且所述第二封装树脂33与所述第二绝缘层20之间紧密接合，不存有缝隙，所述第一通孔21和第二通孔35键合为一体，形成第三通孔40(参见图2)。

上述键合方法会因为封装和半导体工艺本身的问题，导致部分键合后的rf器件失效，不利于提高产率。为了提高产率和良率，本发明提供了一种新型rf射频装置的键合方法，其包括：

(1)形成第一待键合部分，所述第一待键合部分包括阵列排布的多个射频芯片封装单元；

(2)形成第二待键合部分，所述第二待键合部分包括阵列排布的多个射频线圈封装单元；

(3)检测所述第一和第二待键合部分，获得第一和第二待键合部分的有效封装单元和无效封装单元的分布图；

(4)预对准所述第一和第二待键合部分，测算出最佳对准位置，该最佳对准位置使得所述多个射频芯片封装单元的有效封装单元与所述多个射频线圈封装单元的有效封装单元获得最大程度的对准；

(5)在最佳对准位置处，将对准的两个封装单元之一为无效封装单元的射频芯片封装单元或射频线圈封装单元切割取下；

(6)在被切割取下的无效射频芯片封装单元位置替换成另一有效射频芯片封装单元，在被切割取下的无效射频线圈封装单元位置通过半导体工艺形成有效射频线圈封装单元；

(7)将所述第一和第二待键合部分进行热压键合，使得所述多个射频芯片封装单元与所述多个射频线圈封装单元分别电连接；

(8)切割形成单个的rf射频装置。

其中，所述第一待键合部分包括第一键合表面，所述第一键合表面由第一通孔21的上表面和第二绝缘层20的上表面构成。所述第二待键合部分包括第二键合表面，所述第二键合表面由第二通孔35的上表面和第二封装树脂34的上表面构成。在步骤(7)的热压键合过程中，使得所述第一通孔21与第二通孔35键合、所述第二绝缘层20与第二封装树脂34键合。

其中，形成所述第二键合部分具体包括：在具有离型膜31的载板30上形成保护膜32；在所述保护膜32上沉积导电层并进行图案化以形成多个线圈33；在所述载板30上注塑形成第二密封树脂34，以密封所述多个线圈33；在所述第二密封树脂34内形成多个第二通孔35，所述多个第二通孔35分别与所述多个线圈33电连接。

其中，所述步骤(6)中的所述另一有效射频芯片封装单元来自于切割另一第一待键合部分而得到，而通过半导体工艺形成有效射频线圈封装单元具体包括：在被切割取下的无效射频线圈封装单元位置，沉积另一保护膜，在所述另一保护膜上沉积金属并进行图案化形成一线圈，然后在该位置注入树脂形成密封树脂，然后在所述密封树脂内形成导电通孔。

具体的可以参见图3-6，首先对制造得到的第一待键合部分和第二键合部分的有效封装单元和无效封装单元进行测试，例如参见图3，第一待键合部分的阵列排布的多个射频芯片封装单元，其包括多个有效的射频芯片封装单元q以及多个无效的射频芯片封装单元u，同样的第二待键合部分的阵列排布的多个射频线圈封装单元，其包括多个有效的射频线圈封装单元q以及多个无效的射频线圈封装单元u，其中对于无效的封装单元，多个无效的射频线圈封装单元u分别位于a、b位置处，而多个无效的射频芯片封装单元u分别位于d、f位置处。

然后，进行预对准，发现在图3(a)和图3(b)所示位置进行匹配时，其得到的最终的有效封装最多，其中位置a和位置d对应，位置b和位置e对应，位置c和位置f对应，而这三组中只有位置b和位置e、位置c和位置f是其中之一为无效封装单元，而位置a和位置d均为无效封装单元，对此，位置a处和位置d处的封装单元均无需变动，而替换另外两组的无效封装单元，即位置b处和位置f处的无效封装单元。

参见图4(a)，利用切割工艺去除位置b处的无效射频线圈封装单元u，然后参见图5(a)，在位置b处，沉积另一保护膜，在所述另一保护膜上沉积金属并进行图案化形成一线圈，然后在该位置注入树脂形成密封树脂，然后在所述密封树脂内形成导电通孔，在位置b处形成一有效的射频线圈封装单元。对于射频线圈封装单元而言，其厚度较薄，直接替换会导致在键合时应力过大，导致边缘翘曲，影响最终的封装有效性，其不能像射频芯片单元进行直接的替换。此外，该种半导体工艺制作的射频线圈其成本相对较低，只需要一种额外的掩膜版就可以实现。

参见图4(b)，利用切割工艺去除位置f处的无效射频芯片封装单元u，然后参见图5(b)，在位置f处，替换成另一有效射频芯片封装单元。

然后进行键合，具体参见图6，其为第二行键合的剖面图，可以看到，位置b的射频线圈封装单元其实是后面再形成的，其与有效的e位置的射频芯片封装单元键合在一起，形成最终的有效封装。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。