双极化磁电天线阵列的制作方法

背景技术：

1、本公开一般涉及无线通信封装结构，并且具体地涉及用于封装天线结构与半导体rfic(射频集成电路)芯片以形成用于毫米波(mm波)应用的紧凑集成无线电/无线通信系统的技术。具体地，本公开涉及用于rfic封装应用的双极化磁电天线阵列结构。

2、当构造具有集成天线的无线通信封装结构时，可能希望实现提供适当天线特性(例如，高效率、宽带宽、良好辐射特性等)同时提供低成本和可靠封装解决方案的封装设计。集成工艺需要使用高精度制造技术，以便在封装结构中实现精细特征。传统的解决方案通常使用复杂且昂贵的封装技术来实现，这些技术是有损耗的和/或利用高介电常数材料。对于消费者应用，通常不需要具有集成天线的高性能封装设计。然而，对于工业应用(例如，5g小区塔应用)，需要高性能的天线包装，并且通常需要大的天线相控阵列。设计具有相控阵列天线的高性能封装的能力对于毫米波工作频率和更高的频率来说并不是微不足道的。

3、一种类型的天线设计被称为磁电偶极子(med)天线。一般来说，med天线包括磁偶极子和电偶极子。通过同时以适当的幅度和相位激励互补偶极子，天线能够在宽频带范围内产生良好的辐射特性。med天线可适合于某些移动蜂窝网络。

4、某些天线设计不考虑rfic封装环境，例如具有许多金属层和任何金属层金属填充要求。此外，某些相控阵应用可能需要λ/2波长间隔要求。在某些示例中，天线性能在封装中天线(aip)环境中可能恶化。

技术实现思路

1、本公开的实施例涉及一种封装结构，该封装结构包括平面核心结构，该平面核心结构包括第一侧和与第一侧相对的第二侧。该封装结构还包括设置在平面核心结构的第一侧上的天线结构。该天线结构包括多个第一叠层，每个第一叠层包括形成在第一绝缘层上的第一图案化导电层，形成在第一叠层的一个或多个第一图案化导电层上的天线，该天线包括至少一个l形结构。该封装结构还包括设置在平面核心结构的第二侧上的接口结构，以及形成在接口结构和平面核心结构中并被布线通过接口结构和平面核心结构的天线馈线结构，其中天线馈线结构不连接到平面天线。这可以允许用于宽带宽、高水平和垂直端口隔离度以及稳定增益的高性能相控阵天线设计。

2、在某些实施例中，天线包括四个l形结构。这可以通过改变l形结构的某些尺寸来允许高性能相控阵天线设计的调谐。

3、在某些实施例中，l形结构以对称方式布置，其中l形结构的角面向内。这还可以允许通过改变l形结构的某些尺寸来调谐高性能相控阵天线设计。

4、在某些实施例中，所述封装结构还包括所述天线结构中的笼壁结构，所述笼壁围绕所述天线。在某些实施例中，笼壁结构通过核心结构的第一接地平面层电连接到l形结构。在某些实施例中，笼壁结构包括垂直延伸穿过天线结构的多个导电接地环。笼壁结构(或接地笼壁)可以在许多高精度封装工艺中实现增强的天线性能。

5、在某些实施例中，提供了一种装置，其包括封装结构，该封装结构包括平面核心结构，该平面核心结构包括第一侧和与第一侧相对的第二侧。该封装结构还包括设置在平面核心结构的第一侧上的天线结构。该天线结构包括多个第一叠层，每个第一叠层包括形成在第一绝缘层上的第一图案化导电层；形成在第一叠层的一个或多个第一图案化导电层上的天线，该天线包括至少一个l形结构。该封装结构还包括设置在平面核心结构的第二侧上的接口结构，以及形成在接口结构和平面核心结构中并被布线通过接口结构和平面核心结构的天线馈线结构，其中天线馈线结构不连接到平面天线。这可以允许用于宽带宽、高水平和垂直端口隔离度以及稳定增益的高性能相控阵天线设计。该装置还包括rfic(射频集成电路)芯片，该rfic芯片包括具有有源表面和无源表面的半导体衬底，以及形成在半导体衬底的有源表面上的beol(后段制程)结构，其中通过将rfic芯片的beol结构连接到接口结构的接触焊盘，将rfic芯片安装到封装结构。这可以允许用于宽带宽、高水平和垂直端口隔离度以及稳定增益的高性能相控阵天线设计。

6、在某些实施例中，该装置的天线包括四个l形结构。这可以通过改变l形结构的某些尺寸来允许高性能相控阵天线设计的调谐。

7、在该装置的某些实施例中，l形结构以对称的方式布置，其中l形结构的角面向内。这还可以允许通过改变l形结构的某些尺寸来调谐高性能相控阵天线设计。

8、在所述装置的某些实施例中，所述封装结构还包括所述天线结构中的笼壁结构，所述笼壁围绕所述天线。在某些实施例中，笼壁结构通过核心结构的第一接地平面层电连接到l形结构。在某些实施例中，笼壁结构包括垂直延伸穿过天线结构的多个导电接地环。笼壁结构(或接地笼壁)可以在许多高精度封装工艺中实现增强的天线性能。

9、本公开的实施例涉及一种制造封装结构的方法，该方法包括形成包括第一侧和与第一侧相对的第二侧的平面核心结构。该方法还包括在平面核心结构的第一侧上形成天线结构，该天线结构包括多个第一叠层，每个第一叠层包括形成在第一绝缘层上的第一图案化导电层；形成在第一叠层的一个或多个第一图案化导电层上的天线，该天线包括至少一个l形结构。该方法还包括在平面核心结构的第二侧上形成接口结构。该方法还包括在接口结构和平面核心结构中形成天线馈线结构，并且该天线馈线结构被布线通过接口结构和平面核心结构，其中天线馈线结构不连接到平面天线。这可以允许用于宽带宽、高水平和垂直端口隔离度以及稳定增益的高性能相控阵天线设计。

10、在制造封装结构的方法的某些实施例中，装置的天线包括四个l形结构。这可以通过改变l形结构的某些尺寸来允许高性能相控阵天线设计的调谐。

11、在制造封装结构的方法的某些实施例中，l形结构以对称方式布置，其中l形结构的角面向内。这还可以允许通过改变l形结构的某些尺寸来调谐高性能相控阵天线设计。

12、在制造封装结构的方法的某些实施例中，封装结构还包括天线结构中的笼壁结构，笼壁围绕天线。在某些实施例中，笼壁结构通过核心结构的第一接地平面层电连接到l形结构。在某些实施例中，笼壁结构包括垂直延伸穿过天线结构的多个导电接地环。笼壁结构(或接地笼壁)可以在许多高精度封装工艺中实现增强的天线性能。

13、应当注意，参考不同的主题描述了示例性实施例。特别地，一些实施例是参考方法类型权利要求来描述的，而其他实施例是参考装置类型权利要求来描述的。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述中了解到，除非另外指出，除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，与不同主题相关的特征之间的任何组合，特别是方法类型权利要求的特征与装置类型权利要求的特征之间的任何组合，也被认为是在本文件内描述的。

14、从以下结合附图阅读的对本发明的说明性实施例的详细描述中，这些和其它特征和优点将变得显而易见。

15、上述
技术实现要素：
并非旨在描述本公开的每个所示实施例或每种实施方式。

技术特征：

1.一种封装结构，包括：

2.根据权利要求1所述的封装结构，其中，所述平面核心结构包括由绝缘材料形成的核心衬底。

3.如权利要求1所述的封装结构，其中，该接口结构包含多个第二叠层，每一第二叠层包含第二图案化导电层，所述第二图案化导电层形成于第二绝缘层上，

4.如权利要求1所述的封装结构，

5.如权利要求1所述的封装结构，其中，所述天线包括四个所述l形结构。

6.如权利要求5所述的封装结构，其中，所述l形结构以对称的方式布置，其中所述l形结构的角面向内。

7.如权利要求1所述的封装结构，还包括所述天线结构中的笼壁结构，所述笼壁围绕所述天线。

8.根据权利要求7所述的封装结构，其中，所述笼壁结构通过所述核心结构的第一接地平面层电连接到所述l形结构。

9.如权利要求7所述的封装结构，其中，所述笼壁结构包括垂直延伸穿过所述天线结构的多个导电接地环。

10.如权利要求1所述的封装结构，进一步包括：

11.一种装置，包括：

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述平面核心结构包括由绝缘材料形成的核心衬底。

13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述接口结构包括多个第二叠层，每个第二叠层包括形成在第二绝缘层上的第二图案化导电层，

14.根据权利要求11所述的装置，

15.根据权利要求11所述的装置，其中，所述天线包括四个所述l形结构。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述l形结构以对称方式布置，其中所述l形结构的角面向内。

17.根据权利要求11所述的装置，还包括所述天线结构中的笼壁结构，所述笼壁围绕所述天线。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述笼壁结构通过所述核心结构的第一接地平面层电连接到所述l形结构。

19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述笼壁结构包括竖直延伸穿过所述天线结构的多个导电接地环。

20.根据权利要求11所述的装置，还包括：

21.一种制造封装结构的方法，所述方法包括：

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述天线包括四个所述l形结构。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述l形结构以对称方式布置，其中所述l形结构的角面向内。

24.根据权利要求21所述的方法，还包括在所述天线结构中形成笼壁结构，所述笼壁围绕所述天线。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述笼壁结构通过所述核心结构的第一接地平面层电连接到所述l形结构。

技术总结
提供了一种封装结构，其包括平面核心结构，该平面核心结构包括第一侧和与第一侧相对的第二侧。该封装结构还包括设置在平面核心结构的第一侧上的天线结构。该天线结构包括多个第一叠层，每个第一叠层包括形成在第一绝缘层上的第一图案化导电层，形成在第一叠层的一个或多个第一图案化导电层上的天线，该天线包括至少一个L形结构。该封装结构还包括设置在平面核心结构的第二侧上的接口结构，以及形成在接口结构和平面核心结构中并被布线通过接口结构和平面核心结构的天线馈线结构，其中天线馈线结构不连接到平面天线。

技术研发人员：刘兑现
受保护的技术使用者：国际商业机器公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15