可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，涉及半導(dǎo)體封裝用器件技術(shù)領(lǐng)域。外殼包括陶瓷件、封口環(huán)和金屬蓋板，陶瓷件的背面設(shè)有背面接地金屬圖形，背面接地金屬圖形上設(shè)有若干個(gè)向外突出的接地端子，接地端子之間設(shè)有射頻信號(hào)傳輸焊盤，正面接地金屬圖形與背面接地金屬圖形通過內(nèi)部或外部金屬化互連孔互連，正面的接地線與背面接地金屬圖形通過內(nèi)部或外部的金屬化互連孔進(jìn)行互聯(lián)，射頻信號(hào)傳輸線通過單獨(dú)的外部或外部與內(nèi)部相結(jié)合的金屬化互連孔與射頻信號(hào)傳輸焊盤互聯(lián)。外殼的回波損耗和插入損耗低，帶內(nèi)平坦度好，無諧振點(diǎn)并可實(shí)現(xiàn)平行縫焊封口方式，降低了封口工藝難度和成本，保證了高可靠性和高氣密性，有利于批量化應(yīng)用。
【專利說明】
可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體封裝用器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代無線通訊技術(shù)的發(fā)展，要求微波射頻系統(tǒng)向著更高頻、更高速、更寬頻帶發(fā)展，因此作為微波射頻系統(tǒng)核心器件的MMIC及其封裝技術(shù)也迎來了新的挑戰(zhàn)。理想的MMIC封裝外殼不僅要求具有牢固的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使電路受到保護(hù)而不暴露于外部環(huán)境中，而且要保證微波信號(hào)及電信號(hào)的完整性、接地的充分性等。對(duì)于大功率的MMIC，封裝外殼還要保證良好的散熱能力。
[0003]傳統(tǒng)的陶瓷四邊無引線扁平外殼射頻性能未完全覆蓋X波段，且回波損耗隨頻率惡化快，帶內(nèi)諧振點(diǎn)難消除；另外這種結(jié)構(gòu)的外殼陶瓷壁較窄，只能采用合金焊料熔封方式封口，這種封口方式工藝復(fù)雜，成本高，導(dǎo)致集成電路的成本較高，不利于外殼陶瓷封裝成本的持續(xù)降低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，射頻性能完全覆蓋Ku波段，回波損耗和插入損耗低，帶內(nèi)平坦度好，無諧振點(diǎn)并可實(shí)現(xiàn)平行縫焊封口方式，降低了封口工藝難度和成本，提高了生產(chǎn)效率，保證了高可靠性和高氣密性，有利于批量化應(yīng)用。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，包括陶瓷件、封口環(huán)和金屬蓋板，所述陶瓷件為上端開口的容器狀結(jié)構(gòu)，所述金屬蓋板通過所述封口環(huán)將所述陶瓷件上端的開口封閉，其特征在于:所述陶瓷件的上表面為三個(gè)連續(xù)的從外到內(nèi)高度逐漸降低的平面，分別為第一至第三平面，第二平面上設(shè)有若干條射頻信號(hào)傳輸線，所述射頻信號(hào)傳輸線的兩側(cè)各設(shè)有一條接地線，所述接地線位于第一平面和第二平面上，第一平面和第二平面上的接地線通過內(nèi)部和/或外部金屬化互連孔互連，所述第三平面上設(shè)有正面接地金屬圖形，所述陶瓷件的背面設(shè)有背面接地金屬圖形，背面接地金屬圖形上設(shè)有若干個(gè)向外突出的接地端子，所述接地端子之間設(shè)有射頻信號(hào)傳輸焊盤，正面接地金屬圖形與背面接地金屬圖形通過內(nèi)部和/或外部金屬化互連孔互連，正面的接地線與背面接地金屬圖形通過內(nèi)部或外部的金屬化互連孔進(jìn)行互聯(lián)，射頻信號(hào)傳輸線通過單獨(dú)的外部或外部與內(nèi)部相結(jié)合的金屬化互連孔與射頻信號(hào)傳輸焊盤互聯(lián)。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述射頻信號(hào)傳輸線位于所述第二平面上并沿所述第二平面貫穿所述陶瓷件至所述陶瓷件的外側(cè)，射頻信號(hào)傳輸線通過位于所述陶瓷件側(cè)壁上的金屬化互連孔與所述射頻信號(hào)傳輸焊盤互聯(lián)。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述接地線的外側(cè)端部、接地端子的外側(cè)端部以及射頻信號(hào)傳輸焊盤的外側(cè)端部位于所述陶瓷件的邊沿。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述陶瓷件為氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷或LTCC。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:封口環(huán)與陶瓷件之間以及金屬蓋板與封口環(huán)之間通過平行縫焊工藝進(jìn)行焊接。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述外殼整體為矩形。
[0011 ]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，側(cè)面孔傳輸代替部分內(nèi)部孔傳輸，增加了內(nèi)部芯區(qū)信號(hào)線及信號(hào)孔及傳輸孔的排布空間，從而可增加更多的地孔調(diào)制RF性能，可實(shí)現(xiàn)射頻性能完全覆蓋Ku波段，回波損耗和插入損耗低，帶內(nèi)平坦度好，無諧振點(diǎn)，有利于集成電路向更高頻、高傳輸速率發(fā)展。
[0012]同時(shí)，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，側(cè)面走線代替部分內(nèi)部實(shí)心傳輸孔走線，可在保證優(yōu)良RF性能的前提下，增加外殼壁厚，從而可實(shí)現(xiàn)該種外殼的平行縫焊封口方式，相對(duì)于其他封口方式而言，實(shí)現(xiàn)平行縫焊大大降低了封口工藝難度和成本，提高了生產(chǎn)效率，保證了高可靠性和高氣密性，有利于進(jìn)行批量化應(yīng)用。
【附圖說明】

[0013]圖1是本實(shí)用新型所述外殼的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型所述外殼的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型所述外殼的仰視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型所述外殼的制作工藝流程圖；
[0017]其中:1、陶瓷件2、封口環(huán)3、第二平面4、射頻信號(hào)傳輸線5、接地線6、第一平面7、第三平面8、正面接地金屬圖形9、背面接地金屬圖形10、接地端子11、射頻信號(hào)傳輸焊盤12、金屬化互連孔。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0020]如圖1-3所示，本實(shí)用新型公開了一種可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，包括陶瓷件1、封口環(huán)2和金屬蓋板，陶瓷件和封口環(huán)采用金屬焊料焊接，金屬蓋板和外殼封口方式為平行縫焊。所述陶瓷件I為上端開口的容器狀結(jié)構(gòu)，陶瓷件、封口環(huán)和金屬蓋板構(gòu)成密封腔體，為內(nèi)部的集成電路提供氣密環(huán)境保護(hù)和機(jī)械支撐。
[0021]所述陶瓷件I的上表面為三個(gè)連續(xù)的從外到內(nèi)高度逐漸降低的平面，分別為第一至第三平面，其中第一平面的高度最高，且該平面為環(huán)狀;第二平面的高度比第一平面的高度低，比第三平面的高度高，且該平面為環(huán)狀;第三平面的高度最低，該平面為矩形。第二平面3上間隔的設(shè)有若干條射頻信號(hào)傳輸線4，且射頻信號(hào)傳輸線4呈圓周狀設(shè)置，每條射頻信號(hào)傳輸線4的兩側(cè)各設(shè)有一條接地線5，所述接地線5位于第一平面6和第二平面3上，第一平面和第二平面上的接地線通過內(nèi)部和/或外部金屬化互連孔互連。
[0022]所述第三平面7上設(shè)有正面接地金屬圖形8，所述陶瓷件I的背面設(shè)有背面接地金屬圖形9，正面接地金屬圖形8與背面接地金屬圖形9通過內(nèi)部或外部金屬化互連孔12互連。背面接地金屬圖形9上設(shè)有若干個(gè)向外突出的接地端子10，所述接地端子10之間設(shè)有射頻信號(hào)傳輸焊盤11。正面的接地線5與背面接地金屬圖形9通過內(nèi)部或外部的金屬化互連孔進(jìn)行互聯(lián)，射頻信號(hào)傳輸線4通過單獨(dú)的外部或外部與內(nèi)部相結(jié)合的金屬化互連孔12與射頻信號(hào)傳輸焊盤11互聯(lián)。
[0023]所述射頻信號(hào)傳輸線4位于所述第二平面3上并沿所述第二平面3延伸貫穿所述陶瓷件I至所述陶瓷件I的外側(cè)，射頻信號(hào)傳輸線4通過位于所述陶瓷件I側(cè)壁上的金屬化互連孔12與所述射頻信號(hào)傳輸焊盤11互聯(lián)(此種互聯(lián)方式為通過外部的金屬化互連孔互連)。此夕卜，優(yōu)選的，所述接地線5的外側(cè)端部、接地端子10的外側(cè)端部以及射頻信號(hào)傳輸焊盤11的外側(cè)端部位于所述陶瓷件I的邊沿。
[0024]該類外殼的陶瓷件為正方形但不限于正方形，四周排布射頻傳輸?shù)男盘?hào)通道。陶瓷件背面排布射頻信號(hào)傳輸焊盤和大面積接地金屬化區(qū)域，兩個(gè)面的金屬化圖形通過內(nèi)部金屬化互連孔相連。每一路射頻傳輸信號(hào)通道采用共面波導(dǎo)傳輸形式，增加更多的地孔調(diào)制RF性能。
[0025]該類外殼的陶瓷件為氧化鋁陶瓷，但不限于氧化鋁陶瓷，也可是氮化鋁陶瓷、LTCC等陶瓷。采用多層陶瓷工藝技術(shù)制作。采用流延工藝制作生瓷片，用機(jī)械沖孔或激光打孔或模具在生瓷片上加工出小孔及所需的腔體，在小孔內(nèi)填充鎢漿料或鉬漿料，也可采用金、銀、銅等導(dǎo)體漿料，在生瓷片表面用鎢漿料或鉬漿料也可采用金、銀、銅等導(dǎo)體漿料制作金屬化圖形，多層生瓷片壓在一起制作成生瓷陣列，再用切割設(shè)備切成單個(gè)生瓷件，經(jīng)過高溫?zé)傻玫教沾杉?。陶瓷件?jīng)鍍鎳，與金屬封口環(huán)焊接，再進(jìn)行表面鍍金，制成成品，工藝流程如圖4所示。
[0026]相比傳統(tǒng)的常規(guī)陶瓷四邊無引線扁平外殼，該類外殼具有以下顯著優(yōu)勢(shì):
[0027]通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，側(cè)面孔傳輸代替部分內(nèi)部孔傳輸，增加了內(nèi)部芯區(qū)信號(hào)線及信號(hào)孔及傳輸孔的排布空間，從而可增加更多的地孔調(diào)制RF性能，可實(shí)現(xiàn)射頻性能完全覆蓋Ku波段，回波損耗和插入損耗低，帶內(nèi)平坦度好，無諧振點(diǎn)，有利于集成電路向更高頻、高傳輸速率發(fā)展。
[0028]同時(shí)，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，側(cè)面走線代替部分內(nèi)部實(shí)心傳輸孔走線，可在保證優(yōu)良RF性能的前提下，增加外殼壁厚，從而可實(shí)現(xiàn)該種外殼的平行縫焊封口方式，相對(duì)于其他封口方式而言，實(shí)現(xiàn)平行縫焊大大降低了封口工藝難度和成本，提高了生產(chǎn)效率，保證了高可靠性和高氣密性，有利于進(jìn)行批量化應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，包括陶瓷件(I)、封口環(huán)(2)和金屬蓋板，所述陶瓷件(I)為上端開口的容器狀結(jié)構(gòu)，所述金屬蓋板通過所述封口環(huán)(2)將所述陶瓷件(I)上端的開口封閉，其特征在于:所述陶瓷件(I)的上表面為三個(gè)連續(xù)的從外到內(nèi)高度逐漸降低的平面，分別為第一至第三平面，第二平面(3)上設(shè)有若干條射頻信號(hào)傳輸線(4)，所述射頻信號(hào)傳輸線(4)的兩側(cè)各設(shè)有一條接地線(5)，所述接地線(5)位于第一平面(6)和第二平面(3)上，第一平面和第二平面上的接地線通過內(nèi)部和/或外部金屬化互連孔互連，所述第三平面(7)上設(shè)有正面接地金屬圖形(8)，所述陶瓷件(I)的背面設(shè)有背面接地金屬圖形(9)，背面接地金屬圖形(9)上設(shè)有若干個(gè)向外突出的接地端子(10)，所述接地端子(10)之間設(shè)有射頻信號(hào)傳輸焊盤(11)，正面接地金屬圖形(8)與背面接地金屬圖形(9)通過內(nèi)部和/或外部金屬化互連孔(12)互連，正面的接地線(5)與背面接地金屬圖形(9)通過內(nèi)部或外部的金屬化互連孔進(jìn)行互聯(lián)，射頻信號(hào)傳輸線(4)通過單獨(dú)的外部或外部與內(nèi)部相結(jié)合的金屬化互連孔(12)與射頻信號(hào)傳輸焊盤(11)互聯(lián)。2.如權(quán)利要求1所述的可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，其特征在于:所述射頻信號(hào)傳輸線(4)位于所述第二平面(3)上并沿所述第二平面(3)延伸貫穿所述陶瓷件(I)至所述陶瓷件(I)的外側(cè)，射頻信號(hào)傳輸線(4)通過位于所述陶瓷件(I)側(cè)壁上的金屬化互連孔(12)與所述射頻信號(hào)傳輸焊盤(11)互聯(lián)。3.如權(quán)利要求1所述的可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，其特征在于:所述接地線(5)的外側(cè)端部、接地端子(10)的外側(cè)端部以及射頻信號(hào)傳輸焊盤(11)的外側(cè)端部位于所述陶瓷件(I)的邊沿。4.如權(quán)利要求1所述的可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，其特征在于:所述陶瓷件(I)為氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷或LTCC。5.如權(quán)利要求1所述的可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，其特征在于:封口環(huán)(2)與陶瓷件(I)之間以及金屬蓋板與封口環(huán)(2)之間通過平行縫焊工藝進(jìn)行焊接。6.如權(quán)利要求1所述的可平行縫焊的高頻高速陶瓷無引線外殼，其特征在于:所述外殼整體為矩形。
【文檔編號(hào)】H01L23/047GK205723494SQ201620674385
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】喬志壯, 劉林杰, 鄭欣
【申請(qǐng)人】中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所