芯片射频封装件和射频模块的制作方法

本申请要求于2020年2月5日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0013915号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

以下公开内容涉及一种芯片射频封装件和射频模块。

背景技术：

用于移动通信系统的数据流量每年都在快速增长。近来，支持在无线网络中实时传输这种快速增长的数据的系统正在被实现。例如，基于物联网(iot)的数据、增强现实(ar)、虚拟现实(vr)、与社交网络服务(sns)结合的实况vr/ar、自主导航、诸如同步视图(使用超小型相机的实时视频用户传输)的应用等的内容可受益于支持大量数据的发送和接收的通信系统(例如，第5代(5g)通信、毫米波(mmwave)通信等)。

已经在通信系统中实现了包括第5代(5g)通信的毫米波(mmwave)通信。

技术实现要素：

提供本发明内容以按照简化的形式对选择的构思进行介绍，下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总体方面，一种芯片射频封装件包括：芯构件，包括通孔、芯绝缘层和被设置为贯穿所述芯绝缘层的芯过孔；前端集成电路(feic)，设置在所述通孔中；第一连接构件，设置在所述芯构件的下表面上，并且具有第一堆叠结构，在所述第一堆叠结构中，至少一个第一绝缘层和至少一个第一布线层交替地堆叠，并且所述至少一个第一布线层电连接到所述芯过孔；第二连接构件，设置在所述芯构件的上表面上，具有第二堆叠结构，在所述第二堆叠结构中，至少一个第二绝缘层和至少一个第二布线层交替地堆叠，并且所述至少一个第二布线层电连接到所述芯过孔；以及射频集成电路(rfic)，设置在所述第二连接构件的上表面上，并且被配置为通过所述至少一个第二布线层输入或输出基础信号和第一射频(rf)信号，所述第一rf信号具有比所述基础信号的频率高的频率，其中，所述feic被配置为输入或输出所述第一rf信号和第二rf信号，所述第二rf信号具有与所述第一rf信号的功率不同的功率。

所述feic可被配置为在向下方向上输入或输出所述第一rf信号和所述第二rf信号。

所述第一连接构件可设置在所述芯构件下方，并且所述第二连接构件可设置在所述芯构件上方。

所述芯片射频封装件可包括第一包封部，所述第一包封部将所述feic包封在所述通孔中。

所述feic可设置在所述第一连接构件与所述第二连接构件之间。

所述通孔的侧表面可垂直于所述芯构件的上表面。

所述芯构件还可包括镀层，所述镀层设置在所述通孔的侧表面上。

所述feic可电连接到所述镀层。

所述feic的至少一部分可在竖直方向上与所述rfic叠置。

所述芯片射频封装件还可包括第二包封部，所述第二包封部将所述rfic的至少一部分包封在所述第二连接构件的上表面上。

在一个总体方面，一种射频模块包括：芯构件，包括通孔、芯绝缘层和被设置为贯穿所述芯绝缘层的芯过孔；前端集成电路(feic)，设置在所述芯构件的所述通孔中；第一连接构件，设置在所述芯构件的下表面上，并且具有第一堆叠结构，在所述第一堆叠结构中，至少一个第一绝缘层和至少一个第一布线层交替地堆叠，并且所述至少一个第一布线层电连接到所述芯过孔；第二连接构件，设置在所述芯构件的上表面上，具有第二堆叠结构，在所述第二堆叠结构中，至少一个第二绝缘层和至少一个第二布线层交替地堆叠，并且所述至少一个第二布线层电连接到所述芯过孔；射频集成电路(rfic)，设置在所述第二连接构件的上表面上，并且被配置为通过所述至少一个第二布线层输入或输出基础信号和第一射频(rf)信号，所述第一rf信号具有比所述基础信号的频率高的频率；基板，设置在所述第一连接构件的下表面上；以及电连接结构，被配置为电连接所述第一连接构件和所述基板，其中，所述feic被配置为输入或输出所述第一rf信号和第二rf信号，所述第二rf信号具有与所述第一rf信号的功率不同的功率。

所述基板可包括：贴片天线图案，被配置为发送或接收所述第一rf信号或所述第二rf信号；以及馈电过孔，被配置为向所述贴片天线图案馈电。

所述第一连接构件可设置在所述芯构件下方，并且所述第二连接构件设置在所述芯构件上方。

所述feic可设置在所述第一连接构件与所述第二连接构件之间。

所述芯构件还可包括镀层，所述镀层设置在所述通孔的侧表面上。

所述第一连接构件的下表面可比所述基板的上表面小。

在一个总体方面，一种芯片射频封装件包括：第一连接构件，包括第一绝缘层和第一布线层；第二连接构件，包括第二绝缘层和第二布线层；芯构件，设置在所述第一连接构件与所述第二连接构件之间，并且被配置为电连接到所述第一布线层和所述第二布线层；射频集成电路(rfic)，设置在所述第二连接构件上方，并且被配置为处理基础信号和第一射频(rf)信号，以及前端集成电路(feic)，设置在所述芯构件的通孔中，其中，所述feic被配置为处理所述第一rf信号和第二rf信号，所述第二rf信号具有与所述第一rf信号的功率不同的功率。

所述芯构件还包括：第一镀层，设置在所述通孔的侧表面上；以及第二镀层，设置在所述芯构件外壁上。

所述feic可被进一步配置为放大所述第一rf信号以生成所述第二rf信号，或者放大所述第二rf信号以生成所述第一rf信号。

通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1a至图1d是示出根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件的侧视图；

图2a至图2c是示出根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件的侧视图；

图3是示出根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件的平面图；

图4a和图4b是示出根据一个或更多个实施例的制造芯片射频封装件的示例工艺的侧视图；

图5a和图5b是示出根据一个或更多个实施例的示例射频模块的侧视图；以及

图6是示出根据一个或更多个实施例的射频模块在电子装置中的示例布置的平面图。

在所有的附图和具体实施方式中，除非另外描述或提供，否则相同的附图标记将被理解为指示相同的元件、特征和结构。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明及方便起见，可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将显而易见的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省略对在理解本申请的公开内容之后知晓的特征的描述。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并且将不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。

尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中提及的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员在理解本申请的公开内容之后通常理解的含义相同的含义。术语(诸如，在通用词典中定义的那些术语)将被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本申请的公开内容中的含义一致的含义，并且除非在此明确地定义，否则不被解释为理想化或过于正式的意义。

图1a是示出根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件的侧视图。

参照图1a，根据示例的示例芯片射频封装件100a可包括射频集成电路(ic)(rfic)110和前端ic(feic)120。在此，注意的是，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而全部示例和实施例不限于此。

rfic110可输入和/或输出基础信号和第一射频(rf)信号，第一rf信号具有比基础信号的频率高的频率。

在示例中，rfic110可处理基础信号(例如，频率转换、滤波、相位控制等)以生成第一rf信号，并且处理第一rf信号以生成基础信号。

feic120可输入和/或输出第一rf信号和第二rf信号，第二rf信号具有与第一rf信号的功率不同的功率。

例如，feic120可放大第一rf信号以生成第二rf信号，并且放大第二rf信号以生成第一rf信号。在示例中，放大的第二rf信号可通过天线远程地发送，并且从天线远程地接收的第二rf信号可通过feic120放大。

在示例中，feic120可包括功率放大器、低噪声放大器和发送/接收转换开关中的至少一部分。在示例中，功率放大器、低噪声放大器和发送/接收转换开关可实现为半导体晶体管元件和阻抗元件的组合结构，但不限于此。

由于feic120可放大第一rf信号和/或第二rf信号，因此rfic110可不包括前端放大电路(例如，功率放大器或低噪声放大器)。

由于确保前端放大电路的性能(例如，功耗、线性度性质、噪声性质、尺寸、增益等)可比确保rfic110中的执行除放大之外的操作的电路的性能困难，因此针对rfic110中的执行除放大之外的操作的电路的兼容性可能相对低。

在示例中，前端放大电路可实现为除常规基于互补金属氧化物半导体(cmos)的ic之外的类型的ic(例如，化合物半导体)，或者可被配置为具有用于接收无源元件的阻抗的有效结构，或者可针对要单独实现的特定所需性能进行优化，从而确保性能。

因此，示例芯片射频封装件100a可具有其中执行前端放大操作的feic120和执行除前端放大操作之外的操作的rfic110分开实现的结构，从而一起确保放大电路的性能和rfic110的执行除前端放大之外的操作的电路的性能。

此外，前端放大电路的功耗和/或发热可大于rfic110的执行除前端放大之外的操作的电路的功耗和/或发热。

根据示例的芯片射频封装件100a可具有其中执行前端放大操作的feic120和执行除前端放大之外的操作的rfic110可分开实现的结构，从而可增加功耗的效率，并且可更有效地分散发热路径。

传输第一rf信号和/或第二rf信号时的能量损耗可随着第一rf信号和/或第二rf信号的功率增加而增加。在执行前端放大操作的feic120与执行除前端放大之外的操作的rfic110分开实现的示例中，由于feic120可以以更靠近天线电连接的方式实现，因此可更容易地缩短最终放大的第二rf信号到天线的传输路径的电长度，并且可进一步改善芯片射频封装件100a的能量效率。

尽管rfic110和feic120的总尺寸可能大于集成有前端放大电路的rfic的尺寸，但是根据示例的芯片射频封装件100a可具有其中rfic110和feic120可以以紧凑的方式设置的结构。

参照图1a，示例芯片射频封装件100a可包括芯构件160、第一连接构件190和第二连接构件180。

芯构件160可包括芯绝缘层165和被设置为贯穿芯绝缘层165的芯过孔163。

第一连接构件190可具有其中至少一个第一绝缘层191和至少一个第一布线层192交替地堆叠的第一堆叠结构。至少一个第一布线层192可电连接到芯过孔163，并且至少一个第一绝缘层191和至少一个第一布线层192可设置在芯构件160的下表面上。

在示例中，第一连接构件190可具有在芯构件160下方积聚的结构。因此，可包括在第一连接构件190中的第一过孔193可具有其中第一过孔193的下端的宽度大于其上端的宽度的结构。

第二连接构件180可具有其中至少一个第二绝缘层181和至少一个第二布线层182交替地堆叠的第二堆叠结构。至少一个第二布线层182可电连接到芯过孔163，并且至少一个第二绝缘层181和至少一个第二布线层182可设置在芯构件160的上表面上。

在示例中，第二连接构件180可具有在芯构件160上方积聚的结构。因此，可包括在第二连接构件180中的第二过孔183可具有其中第二过孔183的上端的宽度大于其下端的宽度的结构。

rfic110可设置在第二连接构件180的上表面上，并且可通过至少一个第二布线层182输入和/或输出基础信号和第一rf信号。

芯构件160可在水平方向(例如，x方向、y方向)上围绕其中可设置有feic120的通孔，并且第一连接构件190和第二连接构件180可被设置为在竖直方向(例如，z方向)上与通孔叠置。

因此，由于rfic110和feic120可以以彼此紧凑的方式设置，因此芯片射频封装件100a的实际尺寸可减小，并且可小于或等于利用集成有前端放大电路的rfic实现的芯片射频封装件的尺寸。

此外，由于第二连接构件180可设置在rfic110与feic120之间，因此还可改善rfic110与feic120之间的电磁隔离。

rfic110和feic120可在竖直方向(例如，z方向)上彼此叠置。因此，rfic110和feic120可以以更紧凑的方式设置。

多个电连接结构130可设置在第一连接构件190的下表面上。在非限制性示例中，多个电连接结构130可利用焊球、垫或焊盘来实现。

在示例中，feic120可以以向下的方式输入或输出第一rf信号和第二rf信号。因此，由于可降低第二连接构件180的布线复杂性，因此第二连接构件180可稳定地为电连接到rfic110的布线提供紧凑的内部空间。此外，可进一步改善rfic110与feic120之间的电磁隔离。

在示例中，通孔的侧表面可垂直于芯构件160的上表面。也就是说，来自芯构件160的面向feic120的内壁可垂直于芯构件160的上表面。通孔的竖直侧表面可由于芯构件160中的通孔在竖直方向上的对称结构而形成。

在示例中，第一包封部141可填充在通孔的其中未布置feic120的部分中。当第一连接构件190和第二连接构件180积聚时，第一包封部141可支撑第一连接构件190和第二连接构件180。

在示例中，第二包封部142a可将rfic110的至少一部分包封在第二连接构件180的上表面上。因此，根据示例的芯片射频封装件100a可以是标准化电子组件，并且可具有易于批量生产、分布和使用的结构，并且rfic110可被保护免受外部因素的影响。

在示例中，芯构件160还可包括设置在通孔的侧表面上的第一镀层166。因此，可改善对feic120的外部的电磁隔离。

在示例中，芯构件160还可包括设置在芯构件160的外壁上的第二镀层167。

图1b至图1d是示出根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件的侧视图。

参照图1b，示例芯片射频封装件100b可包括第二包封部142b，第二包封部142b具有比图1a中所示的第二包封部142a的厚度小的厚度。

参照图1c，根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件100c可具有省略了图1a和图1b中所示的第二包封部的结构。

参照图1d，根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件100d可包括第二包封部143，第二包封部143包封多个第二电连接结构133。多个第二电连接结构133可支持rfic110在第二连接构件180的上表面上的安装。

图2a至图2c是示出根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件的侧视图。

参照图2a，根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件100e可具有从图1a中所示的至少一个第一布线层的结构修改的第一布线层192，并且可具有以图1a中所示的至少一个第二布线层的结构修改的第二布线层182。

参照图2b，根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件100f可具有省略了图1a中所示的第一镀层和第二镀层的结构。

参照图2c，根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件100g还可包括散热构件151，散热构件151可电连接在feic120与第一镀层166之间。因此，可进一步改善feic120的散热。

图3是示出根据一个或更多个实施例的示例芯片射频封装件的平面图。

参照图3，示例芯片射频封装件100a的芯绝缘层165可围绕feic120，并且示例芯片射频封装件100a可包括多个芯过孔163。

图4a和图4b是示出根据一个或更多个实施例的制造芯片射频封装件的工艺的侧视图。

参照图4a，在操作1001中，可去除芯绝缘层1165a中的其中将设置芯过孔的部分。

参照图4a，在操作1002中，可形成芯过孔1163，以贯穿芯绝缘层1165a，可在芯绝缘层1165a的上表面和/或下表面上设置芯布线层1162，并且可在芯绝缘层1165a的外壁上设置第二镀层1167。

参照图4a，在操作1003中，可在芯绝缘层1165b中形成通孔，并且可在芯绝缘层1165b的内壁上设置第一镀层1166。

参照图4a，在操作1004中，可在芯绝缘层1165b的下表面上设置支撑单元1155。

参照图4b，在操作1005中，可将feic1120设置在通孔中。

参照图4b，在操作1006中，可在通孔中的其中未布置feic1120的部分中填充第一包封部1141。

参照图4b，在操作1007中，可在芯绝缘层1165b的下表面上设置第一连接构件1190，并且可在芯绝缘层1165b的上表面上设置第二连接构件1180。

第一连接构件1190可包括第一绝缘层1191、第一布线层1192和第一过孔1193，第二连接构件1180可包括第二绝缘层1181、第二布线层1182和第二过孔1183。

图5a和图5b是示出根据一个或更多个实施例的示例射频模块的侧视图。

参照图5a，示例射频模块可包括芯片射频封装件100a和基板200a。

基板200a可具有其中组合有第三绝缘层201、第三布线层202和第三过孔203的结构，并且可具有与印刷电路板(pcb)的结构类似的结构。

当芯片射频封装件100a的连接构件的堆叠层的数量增加时，基板200a的第三绝缘层201和第三布线层202的数量可减少，使得基板200a的厚度可变薄。

在示例中，芯片射频封装件100a可通过电连接结构安装在基板200a的上表面上，并且可电连接到第三布线层202和第三过孔203。具体地，基板200a可设置在第一连接构件190的下表面上。

第一连接构件190的下表面可比基板200a的上表面小。具体地，芯片射频封装件100a的水平宽度可小于基板200a的上表面的宽度。因此，从基板200a的角度来看，芯片射频封装件100a可用作一个电子组件。

多个第三电连接结构230可设置在基板200a的下表面上，并且可电连接到第三布线层202和第三过孔203。

多个第三电连接结构230可支持片式天线的安装，并且在示例中，片式天线可远程地发送和/或接收第一rf信号或第二rf信号。此外，多个第三电连接结构230中的一部分可用作基础信号的输入和/或输出路径。

参照图5b，在示例中，基板200b还可包括多个贴片天线图案210和多个馈电过孔220。

多个贴片天线图案210可与基板200b的布线层一起形成，可远程地发送和/或接收第一rf信号或第二rf信号，并且可从多个馈电过孔220馈电。

图6是示出根据一个或更多个实施例的射频模块在电子装置中的示例布置的平面图。

参照图6，根据一个或更多个实施例的射频模块100a-1和100a-2可分别邻近电子装置700的多个不同边缘设置。

在非限制性示例中，电子装置700可以是智能电话、个人数字助理、数码摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板pc、膝上型计算机、上网本计算机、电视机、视频游戏机、智能手表、汽车组件，或者可以是设置在自主车辆、机器人、智能电话、平板装置、增强现实(ar)装置、物联网(iot)装置和类似装置中的装置，但是本公开不限于此，并且可对应于各种其他类型的装置。

电子装置700可包括基础基板600，并且基础基板600还可包括通信调制解调器610和基带ic620。

通信调制解调器610可包括存储器芯片，诸如，易失性存储器或非易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除和可编程rom(eeprom)、闪存、相变ram(pram)、磁性ram(mram)、电阻ram(rram)、铁电ram(feram)等。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)、动态ram(dram)、静态ram(sram)、同步dram(sdram)等。此外，通信调制解调器610还可包括硬盘驱动器(hdd)、固态驱动器(ssd)、紧凑型闪存(cf)卡、安全数字(sd)卡、微型安全数字(micro-sd)卡、微型安全数字(mini-sd)卡、极速(xd)卡和记忆棒中的至少一种。

通信调制解调器610可包括以下芯片以执行数字信号处理：应用处理器芯片，诸如，中央处理器(例如，中央处理单元(cpu))、图形处理器(例如，图形处理单元(gpu))、数字信号处理器、密码处理器、微处理器、微控制器等；以及逻辑芯片，诸如，模数转换器、专用集成电路(asic)等。

基带ic620可对模拟信号执行模数转换、放大、滤波和频率转换，以生成基础信号。从基带ic620输入/输出的基础信号可通过同轴电缆传输到射频模块100a-1和100a-2，并且同轴电缆可电连接到射频模块100a-1和100a-2的电连接结构。

例如，基础信号的频率可以是基带，并且可以是对应于中频(if)的频率(例如，几ghz)。rf信号的频率(例如，28ghz、39ghz)可高于if，并且可对应于毫米波(mmwave)。

在此公开的布线层、过孔和图案可利用金属材料(例如，诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)、它们的合金等的导电材料)形成，并且可根据镀覆方法(诸如，化学气相沉积(cvd)、物理气相沉积(pvd)、溅射、减成、加成、半加成(sap)、改进的半加成(msap)等)形成，但不限于此。

绝缘层可通过半固化片、fr4、热固性树脂(诸如，环氧树脂)、热塑性树脂或通过将这些树脂与无机填料一起浸渍在芯材料(诸如，玻璃纤维、玻璃布、玻璃织物等)中而形成的树脂(例如，abf(ajinomotobuild-upfilm，味之素堆积膜)树脂、双马来酰亚胺三嗪(bt)树脂、感光介电(pid)树脂、覆铜层压板(ccl)、陶瓷基绝缘材料等)来实现。

rf信号可具有根据以下协议的格式：wi-fi(ieee802.11族等)、全球微波接入互操作性(wimax)(ieee802.16族等)、ieee802.20、长期演进(lte)、ev-do、hspa+、hsdpa+、hsupa+、edge、gsm、gps、gprs、cdma、tdma、dect、蓝牙、3g、4g、5g以及在上述协议之后指定的任何其他无线和有线协议，但不限于此。此外，rf信号的频率(例如，24ghz、28ghz、36ghz、39ghz、60ghz)大于if信号的频率(例如，2ghz、5ghz、10ghz等)。

如示例中所阐述的，芯片射频封装件和射频模块针对射频信号可具有改善的处理性能(例如，功率效率、放大效率、频率转换效率、散热效率、噪声鲁棒性等)或者芯片射频封装件和射频模块可具有减小的尺寸。

虽然本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容之后对于本领域普通技术人员将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神及范围的情况下，可对这些示例做出形式和细节上的各种改变。在此描述的示例将仅被视为描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术，和/或如果按照不同的方式组合和/或通过其他组件或它们的等同物替换或增添描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围并不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围之内的全部变型将被解释为包括在本公开中。