一种双腔体三维封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于微电子封装领域，具体涉及一种双腔体三维封装结构。
【背景技术】
[0002]传统的二维封装结构中，常采用金属壁、金属罩的方式隔离微波和数模信号，但是这种二维集成的方法不利于产品的小型化。芯片堆叠和封装堆叠是常用的系统级三维封装技术，能有效减小封装的面积，但是受到长引线、翘曲、散热等因素的影响，不能满足微波电路集成和电子产品可靠性的需求。美国专利局公开的US6613978B2中，提出了一种适用于航天电子产品的三维多芯片封装结构，该结构采用叠层型双腔、双面组装的方法来减小封装面积，但是该结构的两个腔体之间的电路无法通信，不利于系统集成。此外，封装结构的外引脚不能同时对外传输数字、模拟和微波信号，不利于封装体与外界的互连。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的目的是提出一种双腔体三维封装结构，使得上下腔体的电路可以通信，且两腔体的信号互不干扰，结构小型化，可提高系统集成度。
[0004]为解决上述问题，本实用新型提出一种双腔体三维封装结构，包括金属屏蔽隔板；分别连接在金属屏蔽隔板上下表面形成上腔体、下腔体的上封装外壳、下封装外壳；设于所述金属屏蔽隔板上表面的上封装基体，及设于上封装基体上的第一电路层；设于所述金属屏蔽隔板下表面的下封装基体，及设于下封装基体上的第二电路层；所述金属屏蔽隔板上还设有至少两个位于上封装基体和下封装基体外侧的安装孔；该结构还包括:固定在安装孔内的同轴垂直互连结构，以及固定在金属屏蔽隔板和下封装外壳间并与外部引脚连接的连接器；
[0005]其中，至少一同轴垂直互连结构通过键合线连接上封装基体和下封装基体，至少一同轴垂直互连结构通过键合线连接上封装基体和连接器。
[0006]根据本实用新型的一个实施例，所述第一电路层为微波电路层、所述第二电路层为数模电路层；或者，所述第一电路层为数模电路层、所述第二电路层为微波电路层。
[0007]优选的，其上设微波电路层的上封装基体或下封装基体的基材为高频电路板材。
[0008]优选的，其上设数模电路层的上封装基体或下封装基体的基材为FR4等级材料、Rogers材料或BT树脂。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述连接器为T型连接器，其T字横部的上表面为金属地平面、下表面为表层金属图形平面、上下表面间设有绝缘固定件，其T字竖部为一绝缘凸部，T型连接器横部连接金属屏蔽隔板、竖部连接下封装外壳。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述表层金属图形平面为共面波导金属图形和微带线金属图形共面并存的平面。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述绝缘固定件和绝缘凸部的基材均为陶瓷基材。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述同轴垂直互连结构包括自轴心向外依次同轴设置的信号传输金属通柱、绝缘介质和金属屏蔽层。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述同轴垂直互连结构为均匀传输线结构，配置50欧姆或70欧姆的恒定阻抗。
[0014]优选的，所述金属屏蔽隔板的基材为AlS1、Al-SiC、WCu或MoCu。
[0015]采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果:通过金属屏蔽隔板将上下两个腔体进行信号屏蔽，通过同轴垂直互连结构实现上下两层电路板的内连接，结合同轴垂直互连结构和连接器实现内部电路板与外部引脚的外连接，从而实现了内部上下腔体的电路通信，且相互之间信号不干扰，以及封装结构内部与外部的自由通信，该封装结构集成度高，利于系统集成。
[0016]此外，上下两层电路中，其中一层设置为微波电路层，另一层设置为数模电路层，由于两个腔体由金属屏蔽隔板屏蔽，因而微波电路层和数模电路层的电磁信号互不干扰，也就可以实现系统的通信、控制和存储一体化封装。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一个实施例的双腔体三维封装结构的立体结构示意图；
[0018]图2为图1的双腔体三维封装结构的A-A方向剖面结构示意图；
[0019]图3为本实用新型一个实施例的金属屏蔽隔板与同轴垂直互连结构的连接结构示意图；
[0020]图4为本实用新型一个实施例的一同轴垂直互连结构的俯视结构示意图；
[0021]图5为本实用新型一个实施例的T型连接器的剖面结构示意图；
[0022]图6本实用新型一个实施例的T型连接器的仰视结构示意图；
[0023]图7本实用新型另一个实施例的T型连接器的仰视结构示意图。
[0024]附图标记说明:
[0025]101-金属屏蔽隔板，102-上层金属封环，103-上金属盖板，104-上腔体，105-上层无源器件，106-上层有源器件，107-上封装基体，108-同轴垂直互连结构，109-填充料，110-连接器，111-下层金属封环，112-下金属盖板，113-下腔体，114-下层有源器件，115-下层无源器件，116-下封装基体，117-键合线，118-外部引脚，119-金属屏蔽层，120-绝缘介质，121-信号传输金属通柱，122-金属地平面，123-绝缘凸部，124-绝缘固定件，125-表层金属图形平面，126-共面波导金属图形平面，127-微带线金属图形平面
【具体实施方式】
[0026]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
[0028]图1示出了采用本实用新型的双腔体三维封装结构的封装体立体结构，图2示出了图1中A-A剖切方向的双腔体三维封装结构剖面结构，包括金属屏蔽隔板101、上封装外壳、下封装外壳、上腔体104、下腔体113、上封装基体107、第一电路层、下封装基体116、第二电路层、同轴垂直互连结构108、连接器110。较佳的，上封装外壳由上层金属封环102和上金属盖板103组成，下封装外壳由下层金属封环111和下金属盖板112组成。
[0029]具体的，上层金属封环102连接金属屏蔽隔板101上表面边沿，上金属盖板103盖住上层金属封环102，金属屏蔽隔板101、上层金属封环102和上金属盖板103封闭形成上腔体104，下层金属封环111连接金属屏蔽隔板101下表面边沿，下金属盖板112盖住下层金属封环111，金属屏蔽隔板101、下层金属封环111和下金属盖板112封闭形成下腔体113，上腔体104和下腔体113间信号屏蔽。
[0030]金属屏蔽隔板101上表面上设置上封装基体107，在上封装基体107上设第一电路层；金属屏蔽隔板101下表面设置下封装基体116，在下封装基体116上设第二电路层；第一电路层可以为相同性质的电路层，例如都为数模电路层，也可以为不同性质的电路层。图2中，第一电路层由上层无源器件105和上层有源器件106表示，第二电路层由下层有源器件114和下层无源器件115表示。
[0031]进一步的，将第一电路层设为微波电路层、第二电路层设为数模电路层(数模电路层是相对于微波电路层而言的，通常用于系统控制或处理、存储的电路层，但并不限制于此，也可以替换为其他层，同样不会与微波电路层相互干扰)。当然，第一电路层和第二电路层也可以交换一下，第一电路层设为数模电路层、第二电路层设为微波电路层。相应的，设微波电路层的封装基体由适用于设置微波电路的基材制成，例如高频电路板材，设数模电路层的封装基体由适用于设置数模电路的基材制成。优选的，其上设微波电路层的上封装基体107或下封装基体116的基材为陶瓷或AlN(氮化铝)等，例如LTCC (低温共烧陶瓷)。优选的，其上设数模电路层的上封装基体107或下封装基体116的基材为FR4(树脂材料经过燃烧状态必须能够自行媳灭的一种材料规格)等级材料、Rogers材料(罗杰斯公司的线路板材)或BT树脂(双马来酰亚胺三嗪树脂)等。当然，由于上封装基体和第一电路层，以及下封装基体和第二电路层是合为一体的，因此，也可以将上封装基体107和第一电路层合称为微波电路层或数模电路层、下封装基体116和第二电路层合称为微波电路层或数模电路层，应当理解，仅仅是说法的不同，并不影响本实用新型结构本身。
[0032]金属屏蔽隔板101上还设有安装孔，安装孔根据封装引脚数目而定，至少为两个，安装孔位于上封装基体和下封装基体外侧。图2中，封装结构还包括同轴垂直互连结构108和连接器110。同轴垂直互连结构108