天线封装结构及其制备方法与流程

本发明属于半导体，涉及一种天线封装结构及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们对移动通讯网络的依赖与无线通讯技术的发展，现代通讯中频段逐渐拥挤，可利用的频带越来越有限，于是在第五代移动通讯网络中（5th generation mobilenetworks，5g），业界已纷纷注意到频段较高的毫米波（millimeter wave，mmwave），且毫米波集成技术已成为第五代移动通讯网络的关键技术。

2、天线封装（antenna in package，aip）是通过封装技术将天线与电路集成在一起以实现天线和射频元件的整合的单一封装。除了满足手持和其他小型毫米波设备所需的小尺寸，天线封装还能提高信号完整性，减少信号衰减，并克服高频率所带来的范围和传输挑战，从而天线封装已广泛应用于毫米波系统集成，但如何实现天线封装的高增益和宽频带，以及高毫米波芯片的功耗散热仍是天线封装的一个重要研究课题。

3、因此，提供一种天线封装结构及其制备方法，实属必要。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种天线封装结构及其制备方法，用于解决现有技术中天线封装所面临的天线性能及散热问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种天线封装结构的制备方法，包括以下步骤：

3、提供金属基板、天线电路芯片及天线封装模块；

4、将所述天线电路芯片及所述天线封装模块键合于所述金属基板上，且所述天线电路芯片及所述天线封装模块的电性引出端均远离所述金属基板；

5、于所述金属基板上形成封装层，所述封装层包覆所述天线电路芯片及所述天线封装模块，且显露所述天线电路芯片及所述天线封装模块的电性引出端；

6、于所述封装层上形成重新布线层，且所述重新布线层与所述天线电路芯片及所述天线封装模块电连接；

7、采用机械钻铣法图形化所述金属基板，于所述天线封装模块上形成显露天线金属层的喇叭天线，以及于所述天线电路芯片上形成散热翅片。

8、可选地，所述天线封装结构的制备为晶圆级制备，且在图形化所述金属基板后还包括采用机械钻铣法进行切割的步骤。

9、可选地，所述天线封装结构的制备为晶圆级制备，且还包括以下步骤：于所述封装层中形成对位标记，采用机械钻铣法图形化所述金属基板以显露所述对位标记，而后再采用机械钻铣法图形化所述金属基板形成所述喇叭天线及所述散热翅片。

10、可选地，形成所述对位标记的步骤包括：提供对位件，并将所述对位件键合于所述金属基板上，而后形成包覆所述天线电路芯片、所述天线封装模块及所述对位件且显露所述天线电路芯片与所述天线封装模块的电性引出端及显露所述对位件的一端的所述封装层。

11、可选地，所述对位件包括虚拟金属柱或虚拟芯片。

12、可选地，形成的所述喇叭天线的口径形状包括圆形、椭圆形或多边形。

13、可选地，形成的所述喇叭天线的厚度包括200μm~500μm；形成的所述喇叭天线的开口宽度包括2mm~12mm。

14、可选地，在形成所述重新布线层及图形化所述金属基板的步骤之间还包括形成与所述重新布线层电连接的金属凸块的步骤。

15、本发明还提供一种天线封装结构，所述天线封装结构包括：

16、重新布线层；

17、天线电路芯片及天线封装模块，所述天线电路芯片及所述线封装模块位于所述重新布线层上，且所述天线电路芯片及所述线封装模块的电性引出端均与所述重新布线层电连接；

18、封装层，所述封装层包覆所述天线电路芯片及所述天线封装模块；

19、图形化的金属基板，所述金属基板位于所述封装层上，且所述金属基板中具有显露所述天线封装模块的天线金属层的喇叭天线以及位于所述天线电路芯片上的散热翅片。

20、可选地，所述喇叭天线的口径形状包括圆形、椭圆形或多边形；所述喇叭天线的厚度包括200μm~500μm；所述喇叭天线的开口宽度包括2mm~12mm。

21、如上所述，本发明的所述天线封装结构及其制备方法，直接以所述金属基板作为载板，通过所述金属基板可有效避免在封装过程中的翘曲问题，且采用机械钻铣法可实现对所述金属基板的图形化，形成显露天线金属层的喇叭天线及所述天线电路芯片的散热翅片，以及实现对具有所述金属基板的封装结构的切割分离，从而本发明可实现所述天线封装结构的高增益和宽频带，以及解决所述天线封装结构的散热问题，且其制备工艺简单易控。

技术特征：

1.一种天线封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的天线封装结构的制备方法，其特征在于：所述天线封装结构的制备为晶圆级制备，且在图形化所述金属基板后还包括采用机械钻铣法进行切割的步骤。

3.根据权利要求1所述的天线封装结构的制备方法，其特征在于，所述天线封装结构的制备为晶圆级制备，且还包括以下步骤：于所述封装层中形成对位标记，采用机械钻铣法图形化所述金属基板以显露所述对位标记，而后再采用机械钻铣法图形化所述金属基板形成所述喇叭天线及所述散热翅片。

4.根据权利要求3所述的天线封装结构的制备方法，其特征在于，形成所述对位标记的步骤包括：提供对位件，并将所述对位件键合于所述金属基板上，而后形成包覆所述天线电路芯片、所述天线封装模块及所述对位件且显露所述天线电路芯片与所述天线封装模块的电性引出端及显露所述对位件的一端的所述封装层。

5.根据权利要求4所述的天线封装结构的制备方法，其特征在于：所述对位件包括虚拟金属柱或虚拟芯片。

6.根据权利要求1所述的天线封装结构的制备方法，其特征在于：形成的所述喇叭天线的口径形状包括圆形、椭圆形或多边形。

7.根据权利要求1所述的天线封装结构的制备方法，其特征在于：形成的所述喇叭天线的厚度包括200μm~500μm；形成的所述喇叭天线的开口宽度包括2mm~12mm。

8.根据权利要求1所述的天线封装结构的制备方法，其特征在于：在形成所述重新布线层及图形化所述金属基板的步骤之间还包括形成与所述重新布线层电连接的金属凸块的步骤。

9.一种天线封装结构，其特征在于，所述天线封装结构包括：

10.根据权利要求9所述的天线封装结构，其特征在于：所述喇叭天线的口径形状包括圆形、椭圆形或多边形；所述喇叭天线的厚度包括200μm~500μm；所述喇叭天线的开口宽度包括2mm~12mm。

技术总结
本发明提供一种天线封装结构及其制备方法，直接以所述金属基板作为载板，通过所述金属基板可有效避免在封装过程中的翘曲问题，且采用机械钻铣法可实现对所述金属基板的图形化，形成显露天线金属层的喇叭天线及所述天线电路芯片的散热翅片，以及实现对具有所述金属基板的封装结构的切割分离，从而本发明可实现所述天线封装结构的高增益和宽频带，以及解决所述天线封装结构的散热问题，且其制备工艺简单易控。

技术研发人员：陈彦亨,林正忠
受保护的技术使用者：盛合晶微半导体（江阴）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14