一种带有预成型铜柱的天线电路内埋封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体封装技术领域，具体涉及到一种带有预成型铜柱的天线电路内埋封装结构。


背景技术：

2.随着高科技电子产品的普及以及人们需求的增加，特别是为了配合移动的需求，大多高科技电子产品都增加了无线通讯的功能，目前无线通信设备通常会包括天线模块和一个或多个集成电路。天线模块和集成电路可以按数种不同方式(例如，封装内天线(aip)、封装上天线(aop)、片上天线(aoc)等)来布置。
3.天线模块与集成电路之间电信号通常需要通过一条或多条天线绕线电路和/或一个或多个贯通孔来实现传输，这些天线绕线电路和通孔由导电材料制成或填充，并且其与介电材料接触和/或被介电材料至少部分地包围。
4.现有天线绕线电路的做法中，印刷天线是直接用导电油墨等材料在绝缘基板(薄膜)上印刷天线绕线电路，形成天线电路，又叫添加法制作技术。比如图1中的一种模塑封通孔+印刷天线绕线封装结构，这种sip系统集成封装结构包括封装基体、被动元件、芯片元件、模塑封料以及锡球这些结构，该种封装结构运用了印刷天线技术制作天线绕线图形，然而这种封装结构存在一下缺陷：
5.1、在图1的位置
①
处：为实现导电，需要在该处激光开槽，打通塑封层，然后深孔填导电胶，或电镀铜柱。该加工工艺复杂、设备投资费用高，导电胶与基板之间的填充存在气泡、未填充等质量风险；
6.2、在图1的位置
②
处：在模塑封材料表面多处印刷导电胶后，形成离散分布的天线绕线图形。印刷工艺存在最小线宽工艺极限，线之间间距不能微型化加工，否则会短路；
7.3、天线绕线电路图形是在模塑封材料表面印刷，固化后形成结合，只有一个面接触，天线绕线图形与模塑封材料之间的结合力比较弱，长期使用后容易脱落，影响信号的正常传输。
8.因此，存在待改进之处，本实用新型提供一种带有预成型铜柱的天线电路内埋封装结构。


技术实现要素：

9.针对现有技术所存在的不足，本实用新型目的在于提出一种带有预成型铜柱的天线电路内埋封装结构，具体方案如下：
10.一种带有预成型铜柱的天线电路内埋封装结构，所述封装结构包括封装基体、被动元件、芯片元件、模塑封料、锡球，所述封装基体的两侧面分别设有所述模塑封料、锡球，所述被动元件、芯片元件嵌设于所述模塑封料内部，所述封装结构还包括预成型铜柱结构以及多个天线绕线电路；
11.所述预成型铜柱结构嵌设于模塑封料中，并罩设所述被动元件、芯片元件，
12.所述预成型铜柱结构、模塑封料上配合形成有多个敞口设置的线路开槽；
13.所述天线绕线电路设于所述线路开槽中所对应的预成型铜柱结构的侧壁上，且所述天线绕线电路的上下两面与所述模塑封料接触设置。
14.进一步的，所述预成型铜柱结构包括一体连接的顶板部、支撑柱部；
15.所述顶板部的四角均分布有所述支撑柱部，所述线路开槽处于所述顶板部上。
16.通过上述技术方案，在支撑柱部的作用下，提高顶板部的所处高度，避免妨碍被动元件、芯片元件的安装。
17.进一步的，所述支撑柱部的端部焊接有镀镍层，所述镀镍层上焊接有镀锡层，所述镀锡层通过镀盘与所述封装基体焊接。
18.通过上述技术方案，提高预成型铜柱结构与封装基体之间的结构稳定性。
19.进一步的，所述预成型铜柱结构处于边缘的两端分别设为电极输入端、电极输出端。
20.通过上述技术方案，在铜柱自身导电的特点下，通过电极输入端、电极输出端对天线绕线电路实现电信号的传输。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
22.(1)通过激光开槽和激光雕刻电路图形技术，在每个线路开槽中均形成有天线绕线电路，天线绕线电路处于线路开槽中时，整体相当被埋于模塑封料中，对天线绕线电路起到一个保护作用，且天线绕线电路设定为上下方向的顶面、底面均能与模塑封料结合，增强天线绕线电路与模塑封料之间的结合力，另外天线绕线电路朝外的侧面裸露在空气中，且预成型铜柱结构的两端分别作为天线绕线电路的电极输入端、电极输出端，实现信号传输。
23.(2)相较于现有对模塑封料激光开槽后再填导电胶或者电镀铜柱的方式，预成型铜柱结构的设置，预成型铜柱结构可以提前预埋在模塑封料中，无需在模塑封料内部激光打孔、填导电胶等复杂工艺，简化了整体的加工工艺，避免出现填充方面的问题；另外，天线绕线电路的厚度、宽度可根据需要，由预成型铜柱结构决定；天线绕线电路的宽度由激光加工精度控制，相较于印刷天线技术，不受最小线宽工艺极限的限制。
附图说明
24.图1为背景技术中的现有封装结构的示意图；
25.图2为本实用新型的封装结构的示意图；
26.图3为本实用新型的封装结构的制备流程图。
27.附图标记：1、封装基体；2、被动元件；3、芯片元件；4、模塑封料；5、锡球；6、预成型铜柱结构；7、顶板部；8、支撑柱部；9、镀镍层；10、镀锡层；11、线路开槽；12、天线绕线电路；13、镀盘。
具体实施方式
28.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
29.随着半导体行业的快速发展，在系统化模块封装(system in package，简称sip)领域中，目前为了实现增加无线通讯的功能，封装结构中需要添加天线电路。对此，本实用
新型提出一种天线电路内埋封装结构，通过设置预成型铜柱，实现对天线电路的安装以及信号传输。
30.其中，封装结构包括封装基体1、被动元件2、芯片元件3、模塑封料4、锡球5，该几种结构为封装结构的现有结构，不做详细赘述，以下仅公开上述几种结构之间的位置关系。具体为，封装基体1的两侧面分别设有模塑封料4、锡球5，被动元件2、芯片元件3嵌设于模塑封料4内部。区别在于，封装结构还包括预成型铜柱结构6以及多个天线绕线电路12。
31.其中，预成型铜柱结构6包括一体连接的顶板部7、支撑柱部8，顶板部7的四角均分布有支撑柱部8。顶板部7作为后续天线绕线电路12的集成平台，由支撑柱部8起到支撑作用，并且，支撑柱部8的端部焊接有镀镍层9，镀镍层9上焊接有镀锡层10，镀锡层10通过镀盘13与封装基体1焊接，镀镍层9和镀锡层10较为柔软，能够吸收和分散应力，焊点不易断裂，封装质量和封装可靠性得以提升，提高预成型铜柱结构6与封装基体1之间的结构稳定性。预成型铜柱结构6嵌设于模塑封料4中，并罩设被动元件2、芯片元件3。
32.为配合设置天线绕线电路12，预成型铜柱结构6的顶板部7、模塑封料4上配合形成有多个敞口设置的线路开槽11，线路开槽11呈方形，天线绕线电路12设于线路开槽11中所对应的预成型铜柱结构6的侧壁上，且天线绕线电路12的上下两面与模塑封料4接触设置。
33.需要说明的是，顶板部7的厚度不做限制，可以根据实际需要自由调整，也就是说，激光切割后的天线绕线电路12的厚度也是自由调整的。而且，天线绕线电路12始终处于模塑封料4以下，避免被外界碰撞、摩擦而导致损坏。
34.具体通过如下制造步骤实现：
35.s1、基板准备；基板为上顶面(正面)、下顶面(反面)均设有镀盘13。
36.s2、预成型铜柱结构6准备；预成型铜柱结构6的俯视图和仰视图如图所示。
37.s3、被动元件2、芯片元件3封装集成：在封装基体1的正面集成被动元件2、芯片元件3、预成型铜柱结构6，预成型铜柱结构6的顶板部7处于被动元件2、芯片元件3的正上方。
38.s4、模塑封：在封装基体1的正面进行模塑封，形成的模塑封料4包封芯片元件3、被动元件2、预成型铜柱结构6。
39.s5、植球：在封装基体1的背面上的镀盘13植球，实现封装基体1表面信号的引出。
40.s6、激光开槽以及雕刻天线电路：通过激光切割方式在模塑封料4的上表面形成线路开槽11，并位于线路开槽11中，在预成型铜柱结构6的侧壁上雕刻天线绕线电路12图形。
41.s7切割：通过机械、激光切割等方式切割基板，得到单颗封装芯片。
42.制作完毕后的封装芯片，预成型铜柱结构6处于边缘的两端分别设为电极输入端、电极输出端，在铜柱自身导电的特点下，通过电极输入端、电极输出端对天线绕线电路12实现电信号的传输。
43.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。